专利名称：一种生物质制可发酵还原糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质制可发酵还原糖的方法，具体地，涉及一种基于微波预处理的生 物质制可发酵还原糖的方法。
背景技术：
人们赖以生存的化石燃料正面临枯竭，同时化石燃料的使用也造成了严重的环境污染问 题，巳威胁到人类的生存环境。寻找非石油资源、非石油能源生产化工产品和燃料，发展再 生能源及其相关产业，创建可持续发展的循环经济模式，已成为当今能源和环境领域中的一 个重点研究课题。燃料乙醇作为清洁的可再生能源被认为是很有可能替代石油的潜在能源之 一。我国政府明确指出重点发展非粮燃料乙醇，其中纤维素乙醇是最具发展前景的。木质纤 维素是地球上最丰富、最廉价且符合可持续发展要求的可再生资源。据估计，全球光合作用产 生的植物生物量高达l. lX1012t a—1，其中木质纤维素约占60% 80%，我国可开发的木质纤维 素资源每年约有6亿吨,其中50%来自农作物(稻草、麦秸秆、玉米秸秆等)。目前由木质纤维素
生物转化为乙醇的技术未能完全进入工业化生产，其中主要原因是木质纤维素糖化速度较慢、 效率低、成本较高。因此，如何通过新技术手段的运用来提高水解效率，降低能耗是人们一
直期望解决的问题。本发明正是以此为背景，旨在对生物质制可发酵还原糖的方法进行研究， 从而获得一种时间短、效率高、节能环保的生物质制可发酵还原糖的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质制可发酵还原糖的方法。本发明将选取的小麦秸秆、玉 米秸秆、玉米皮或其它生物质材料风干、粉碎、过筛成60目粉末后，置于盛有一定浓度乙酸 或丙酸的烧杯中混合均匀。将烧杯放入微波炉中，在400 700W的微波功率下辐照处理2 5min。再将所得产物抽滤并置于60土2'C的干燥箱中干燥至恒重。然后将此糖化底物调节PH 值至4 5,并按固液比1: 10 1: 25与一定量的纤维素酶在三角瓶中混合。最后将三角瓶置 于50 6(TC的恒温水浴锅进行糖化，获得还原糖。本发明的优点是时间短，能耗低，生物质 利用率高，对设备腐蚀性小，对目标产物破坏性小。
具体实施例方式
以下对本发明的实施实例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施， 给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下列实施例中未 注明具体条件的实施方法，通常按照常规条件。
1、 材料选取
小麦秸秆、玉米秸秆、玉米皮、稻壳、甘蔗渣、玉米芯等植物纤维，剪成小段，风干备用。
2、 生物质材料机械粉碎
将风干后的生物质秸秆，用粉碎机粉碎，过筛成60目粉末备用；
3、 微波辐照反应
称取2g干燥的生物质粉末,加入盛有30mL浓度为2%的有机酸的烧杯中，混合均匀并放入微波炉中，设定功率、规定时间，开始反应。到达规定时间后，自微波炉中取出烧杯。
4、 抽滤及烘干
用真空抽滤机对产物抽率4分钟滤干产物后用自来水清洗数次,将抽率后所得产物置于 60士2'C干燥箱中干燥至恒重，用作糖化的底物。
5、 酶解糖化
称取干燥后的滤渣lg，置于50mL三角瓶中，加入缓冲液调节pH值至4.8，再加入纤维素 酶3mg，摇匀后将三角瓶放入恒温水浴锅，在50'C水解糖化12h。酶水解完毕后取出进行抽滤， 并测定滤液中葡萄糖含量。
权利要求
1.一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于采用微波辐射和有机酸对生物质粉末进行预处理，再将得到的产物抽滤、烘干，留作糖化底物。最后将此糖化底物与纤维素酶溶液混合，并置于50～60℃的恒温水浴锅中水解数小时、抽滤制得葡萄糖溶液。
2. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于所述生物质包括小 麦秸秆、玉米秸秆、玉米皮、稻壳、甘蔗渣、玉米芯等植物纤维。
3. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于所用的有机酸选自 乙酸、丙酸的任一种。
4. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于所用的有机酸的浓 度为2% 18°/。。
5. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于所用微波处理功率 为400 700W，处理时间为2 5min。
6. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于经微波处理并抽滤 得到的产物于60士2"C干燥箱中干燥至恒重，备用。
7. 根据权利要求1所述的一种生物质制可发酵还原糖的方法，其特征在于纤维素酶用量为2 4mL。
8. 糖化条件根据权利要求1所述的生物质制可发酵还原糖的方法，其特征是在于所述第四步 中的酶解糖化的参数为固液比为1: 10 1: 25，反应温度为50 60°C，反应时间为8 12h， 酶用量为2 4ml， pH为4 5。
全文摘要
一种生物质制可发酵还原糖的方法，它涉及生物质制可发酵还原糖的制备工艺。本发明将选取的生物质材料粉碎、过筛成60目粉末后，置于盛有一定浓度有机酸的烧杯中混合均匀，并放入微波炉中，在微波功率为400～700W的条件下辐照处理2～5min，将所得产物抽滤并烘干至恒重。然后在三角瓶中按照固液比1∶10～1∶25，pH4～5配置纤维素酶溶液，与生物质混合，最后将三角瓶置于50～60℃的恒温水浴锅进行水解，获得还原糖。本发明的优点是时间短，能耗低，生物质利用率高，对设备腐蚀性小，对目标产物破坏性小。
文档编号C12P19/14GK101643761SQ20091007215
公开日2010年2月10日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者刘丹钰, 巩桂芬, 张明玉, 邢丽欣 申请人:巩桂芬