相关申请的交叉引用本申请根据“巴黎公约”要求于2015年4月10日提交的美国申请号62/145,785和于2015年10月26日提交的美国申请号62/246,271的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。本申请涉及用于处理纤维素类生物质以产生纤维素糖的方法。在一个方面，提供了用于活化纤维素原料和/或酶水解以产生葡萄糖的方法。还提供了活化的纤维素原料以及由该活化的纤维素原料的酶水解所产生的产物。
背景技术：
：由纤维素类生物质产生糖类(如葡萄糖)已经成为大量研究与开发的焦点。然而，许多方法的高成本和低转化率限制了纤维素糖技术的广泛应用。许多不同的将纤维素类生物质转化为糖的方法是本领域已知的。这些方法通常包括预处理步骤(其中以物理和/或化学的方式改变纤维素类生物质以打开纤维素类生物质所含的聚合糖的结构)，以及酶或化学水解步骤(其中将聚合糖分解成单糖)。虽然已经报道了基于纤维素的高产率葡萄糖(>90％)，但是这些产率通常是在低浓度的葡萄糖(通常为2-5％)下实现的。由于葡萄糖的存在通常会降低纤维素酶的活性(即使酶加载量较高)，因此难以实现导致具有高产率和高浓度葡萄糖的方法。纤维素酶活性随着时间的推移而降低，因此需要在酶水解反应中加入新鲜酶以保持产率。然而，纤维素酶的高成本可能过高。纤维素酶也可以与难降解的纤维素和/或木质素结合，因而不能用于将纤维素进一步水解成葡萄糖。这种非生产性结合也阻碍了所期望以减少酶使用和降低操作成本的酶的再循环。已经开发了用于预处理纤维素原料的各种不同方法，并且已经开发了各种酶水解方法以将经处理的纤维素原料转化为糖。例如，parekh(pct公开号wo2014/026154)描述了用于主要在酸性条件下对木质纤维素类生物质进行两阶段预处理方法。schiffino等人(美国公开号2011/0250645)描述了用于从碱处理的生物质中改善单糖释放的方法。刘等人(美国公开号2011/0300586)描述了用于木质纤维素类生物质的两阶段预处理方法，目的是降低纤维素的结晶度并解离半纤维素-纤维素复合物。实施例包括低度蒸汽处理或自发水解，然后用稀酸或热水进行水解。技术实现要素：本
发明内容旨在向读者介绍以下更详细的描述，而不是限制或定义任何要求保护的或尚未被要求保护的发明。一个或多个发明可以存在于本文件(包括其权利要求和附图)的任何部分中公开的元件或工艺步骤的任何组合或子组合中。根据一个广泛的方面，提供了活化纤维素原料以提高原料中的纤维素的化学和/或酶反应性的方法。然后可以将活化纤维素转化为纤维素糖，例如通过使活化纤维素进行酶水解。根据这一方面，可以对纤维素原料进行第一高温活化步骤，随后在碱性条件和较低温度下进行第二活化步骤。根据该实施方式，该方法可以包括使原料进行第一活化步骤，其中在大于190℃的温度和大于200psig的压力下处理原料以产生包含纤维素ii和不溶性固体的第一活化纤维素流。不溶性固体可以包括除纤维素之外的原料组分，如木质素。随后，可以使第一活化纤维素流进行第二活化步骤，其中在比第一活化步骤温度低的温度下用碱处理第一活化纤维素流以产生包含纤维素iv的第二活化纤维素流。优选地，在水的存在下进行第一活化步骤。不受理论的限制，认为第一活化步骤改变纤维素原料中的纤维素的结晶形态，以产生含有相对于纤维素原料中的纤维素ii的量比例更高的纤维素ii的第一活化纤维素流。认为第二活化步骤进一步改变了第一活化纤维素流中的纤维素的结晶形态，以产生含有相对于第一活化纤维素流中的纤维素iv的量比例更高的纤维素iv的第二活化纤维素流。在一个实施方式中，本文所描述的两步活化方法产生了纤维素ii、水合纤维素ii和碱纤维素iv的混合物。任选地，可以在一个或每个活化步骤之后处理纤维素材料，例如洗涤和/或过滤，以除去可溶性非纤维素组分。还已经确定了用于活化本文所描述的纤维素的方法可以产生葡聚糖水平增加和/或纤维素原料中非纤维素组分(如木质素)水平降低的活化纤维素。例如，在一个实施方式中，本文所描述的方法产生了含有至少60％、至少70％或至少75％葡聚糖的活化纤维素。在一个实施方式中，本文所描述的方法产生了含有小于25％、小于20％或小于15％的木质素的活化纤维素。根据另一个广泛的方面，提供了用于稳定酶水解期间的酶、保持酶活性和/或得到酶再循环流的方法和组合物。根据另一个广泛的方面，提供了适用于在对纤维素进行酶水解中使用的酶水解混合物。在优选的实施方式中，酶水解混合物与根据本文所描述的方法所生产的活化纤维素接触。根据这些方面，提供了用于对纤维素进行酶水解的与表面活性剂和/或分散剂组合的一种或多种纤维素酶。不受理论的限制，认为纤维素酶与表面活性剂和/或分散剂形成复合物，该表面活性剂和/或分散剂可以稳定酶、有助于保持酶活性、防止酶降解和/或促进在酶水解后恢复酶。还认为分散剂如寡肽的存在通过与木质素和/或其它非纤维素组分相互作用来有助于防止纤维素酶的非生产性结合。在优选的实施方式中，表面活性剂是非离子表面活性剂，如聚山梨醇酯表面活性剂。在另一个优选的实施方式中，表面活性剂是表面活性剂(如tweentm)、烷氧基化甘油酯和壬基苯酚的共混物。在一个实施方式中，分散剂是非酶促寡肽，任选地为聚氨基酸，任选地为分子量为500至10,000之间、1000至5000之间或3500至4500之间的聚氨基酸。在优选的实施方式中，聚氨基酸是聚天冬氨酸。本文所描述的方法和组合物提供了关于纤维素的活化和/或纤维素糖的生产的许多优点，这可以从一些实施例中获得。例如，在一些实施方式中，使用本文所描述的方法和组合物可以产生富含葡萄糖的糖流，该富含葡萄糖的糖流含有大于约12％的葡萄糖、大于约14％的葡萄糖、大于约16％的葡萄糖或大于约18％的葡萄糖。此外，在这些或其它实施方式中，本文所描述的方法和组合物可以产生高产率的单糖。例如，在一些实施方式中，本文所描述的方法和组合物可以使得葡萄糖产率大于约70％、大于约80％、大于约85％、大于约90％或大于约95％的葡萄糖理论产率。可以基于经受过酶水解的活化纤维素材料的葡聚糖含量来确定酶水解反应中葡萄糖的理论产率。在一些优选的实施方式中，本文所描述的方法和组合物可以产生具有高产率和高浓度的葡萄糖的富含葡萄糖的糖流。例如，在一个实施方式中，富含葡萄糖的糖流具有大于约12％的葡萄糖和大于70％的产率，或大于14％的葡萄糖和大于80％的产率，或大于16％的葡萄糖和大于90％的产率。根据另一个广泛的方面，提供了用于对活化纤维素进行酶水解以产生纤维素糖(如葡萄糖)的方法。根据该实施方式，可以以分批方法或连续方法进行酶水解。可以使用本文公开的酶水解混合物和/或活化纤维素进行酶水解。根据另一方面，提供了用于处理富含葡萄糖的糖流以除去用于酶水解的酶的方法。除去和/或循环使用用于酶水解的酶可以减少酶水解所需的酶量，并因此降低与生产纤维素糖相关的成本。例如，本文所描述的方法和组合物可用于使酶水解后的酶再循环流中的纤维素酶活性恢复至少60％、至少70％、至少80％或至少85％。可以循环使用该酶再循环流以继续处理该活化纤维素和/或可以将其用于处理新鲜的活化纤维素，如本文所描述的第二活化纤维素流。在一些实施方式中，对富含葡萄糖的糖流进行多次酶去除处理，进行重复多于一次的相同酶去除处理或进行不同酶去除处理。根据另一方面，提供了通过本文所描述的方法生产的富含葡萄糖的糖流。在一个实施方式中，糖流包含大于12％、大于14％、大于16％或大于18％的葡萄糖。在一个实施方式中，糖流包含聚天冬氨酸。在一些实施方式中，聚天冬氨酸以1ppb至10000ppm之间的浓度存在。根据另一方面，提供了用于生产富含葡萄糖的糖流的方法，包括(a)提供包含纤维素ii、水合纤维素ii和碱纤维素iv的混合物的活化纤维素；以及用一种或多种纤维素酶、表面活性剂和分散剂使该活化纤维素进行酶水解以产生富含葡萄糖的糖流。任选地，使用本文所描述的方法生产该活化纤维素。根据另一方面，提供了还包含非葡萄糖的糖的富含葡萄糖的糖流，其中该非葡萄糖的糖是木糖、低聚木糖和木聚糖中的一种或多种。在一个实施方式中，非葡萄糖的糖占干物质成分的约3-8％、约4-7％或约5-6％。在一个具体实施方式中，富含葡萄糖的糖流包含约5％的非葡萄糖的糖。根据本发明的还另一方面，提供了通过将本发明的富含葡萄糖的糖流中的葡萄糖转化为果糖而制备的富含果糖的糖流。富含果糖的糖流还包含非果糖的糖，其中非果糖的糖是木糖、低聚木糖和木聚糖中的一种或多种。在一个实施方式中，非果糖的糖占干物质成分的约1-8％、约2-7％或约3-6％。在一个具体实施方式中，富含果糖的糖流包含约5％的非葡萄糖的糖。根据本发明的另一方面，提供了血糖指数较低的葡萄糖糖浆或血糖指数较低的果糖糖浆，其中该葡萄糖糖浆或果糖糖浆包含约1-8％、约2-7％或约3-6％的一种或多种木糖、低聚木糖和木聚糖，并且其中血糖指数低于以常规方式生产的常规葡萄糖糖浆或果糖糖浆的血糖指数。本公开的其它特征和优点将从以下详细描述中变得明显。然而，应当理解，仅通过举例说明的方式给出了说明本公开的实施方式的详细描述和具体实施例，因为由该详细描述在本公开的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将是明显的。特别地，应当理解，任何方法可以利用本文公开的所有方面或这些方面的任何特定组合或子组合。附图说明本文所包含的附图是用于举例说明教导本说明书的方法和组合物的各种实施例，并且不旨在以任何方式限制所教导的范围。现在将描述关于附图的本公开内容，其中：图1是根据优选实施方式的方法的示意流程图，其包括纤维素原料的两步活化、活化原料的酶水解和酶去除处理，以获得酶再循环流以及富含葡萄糖且贫含酶的糖流。具体实施方式随后将描述各种方法和组合物以提供每个要求保护的发明的实施方式的实施例。下面描述的任何实施方式均不限制任何要求保护的发明，并且任何要求保护的发明可以包括与随后描述不同的方法和组合物。所要求保护的发明不限于具有随后描述的任何一种方法和组合物的所有特征的方法和组合物，或者不限于与以下描述的多种或全部方法和组合物共同的特征。随后描述的方法或组合可能不是任一要求保护的发明的实施方式。在本文件中未要求保护的任何在随后描述的方法或组合物中公开的发明可以是另一保护性器具的主题，例如续案专利申请，以及通过本文件中的公开内容的申请人、发明人或所有者不打算放弃、未要求保护或披露至公众的任何这类发明。本文描述了可用于处理纤维素类生物质以生产纤维素糖的各种方法和组合物。在一个实施方式中，提供了用于活化纤维素原料以生产活化纤维素的方法。已经确定，使纤维素原料在高温和高压下进行第一活化步骤，随后利用碱在比第一活化步骤温度低的温度下进行第二活化步骤，产生了具有有利于将纤维素水解成单糖的化学和/或物理性质的活化纤维素。本文公开的方法利用纤维素原料10。纤维素原料10可以是在纤维素糖领域已知的任何原料。例如，纤维素原料可以包含稻草、玉米秸秆、甘蔗渣、硬木、软木、能量作物等中的一种或多种。可以处理被提供至设备的粗农业物质以除去存在于该粗农业物质中的岩石、土壤和其它物质，并且将供给至该方法的粗农业或森林类物质的尺寸减小，如通过粉碎、研磨、碾磨或以其它方式处理。如图1所示，可以将纤维素原料10进料至反应器14，其中使纤维素原料10经受第一活化步骤以产生第一活化纤维素流16。在第一活化步骤中，可以在升高的温度和压力下处理纤维素原料10以产生包含纤维素ii和不溶性固体的第一活纤化维素流16。反应器14可以是间歇式反应器或连续式过程反应器。在间歇式反应器的情况下，可以将纤维素原料10进料至反应器14，并且可以将可为搅拌釜式反应器的反应器升高至操作条件持续所需时间。如果反应器14是连续流式反应器，则其可以是本领域已知的蒸汽暴露反应器，并且可以保持在所需的操作条件。可以在使第一活化纤维素流中的纤维素ii的量增加(相对于原料中的纤维素ii的量)的条件下进行第一活化步骤。温度可以大于190℃，任选地大于210℃，优选大于220℃，且可以小于约250℃。因此，该方法可以在190℃-250℃、210℃-250℃、220℃-240℃或222℃-230℃范围内的温度下进行。压力可以大于200psig且任选地小于500psig。反应器中的压力对应于按照饱和蒸汽热力学最低值的温度。在一个实施方式中，可以通过加入加压气体或加入过热热量来使压力增加至该值以上。纤维素原料10可以进行第一活化步骤少于30分钟、少于20分钟、少于10分钟或少于5分钟。处理的持续时间将根据许多因素，包括活化步骤的严重程度，例如反应器14的温度和压力而改变。应当理解，可以以任何期望的组合将处理的温度、压力和持续时间组合。因此，例如，第一活化步骤可以包括使原料经受200至500psig之间的压力和200至250℃之间的温度1至30分钟，或者经受200至500psig之间的压力和190至215℃之间的温度少于4分钟。任选地，第一活化步骤在水的存在下进行。可以通过在将纤维素原料引入至反应器14时以存在于纤维素原料10中、存在于反应器14中的一种或多种方式，以及通过进料流12引入，而将水引入至反应器14中。引入至反应器的水分总量可以是至少30％，并且可以高达90％。在一个具体的实施方式中，引入至反应器中的水分为50％。反应器14中存在的水可以是蒸汽形式或液态水形式，优选为液态水形式。应当理解，可以选择第一活化步骤的温度和压力，使得反应器14中存在液态水。第一活化纤维素流16可以具有约30重量％固体至50重量％固体之间的固体含量。固体主要包含可以随后进行第二活化步骤的纤维素。固体还可以包含木质素、半纤维素和次要组分(如灰分、蛋白质或提取物)。任选地，在第一和/或第二活化步骤之后，可以使纤维素材料在相同条件或不同条件下进行一次或多次洗涤步骤。为此，可以使第一活化纤维素流16在第二活化步骤之前进行一次或多次洗涤步骤，以除去可溶性非纤维素组分，如半纤维素和一些灰分、提取物和木质素。第一洗涤除去了这些可溶物，并且由于可溶物处于酸性ph下，因而洗涤步骤也降低了在第二碱活化阶段中的碱需求。如图1所示，可以将第一活化纤维素流16和洗涤水20引入至洗涤反应器18，以产生废水22和洗涤后的第一活化纤维素流24。洗涤水20可以是热水，例如在约40℃至100℃之间或约50℃至95℃之间的温度下的水。可以在该过程或其它过程中处理和循环使用废水流22或将其丢弃。洗涤反应器18可以是本领域已知的任何设计。任选地，洗涤反应器18可以被反向操作，并且其可以是逆流带式过滤器。可以使用其它过滤或分离方法，如压滤机、双网压力机、双辊压力机、旋转真空过滤器或离心机。如图1所示，可以将洗涤后的第一活化纤维素流24进料至反应器26中，其中洗涤后的第一活化纤维素流24经受第二活化步骤以产生第二活化纤维素流30。在替代实施方式中，可以将第一活化纤维素流中的部分或全部引入至反应器26中。以下描述是基于图1，其示例性说明了第一洗涤步骤的使用。在第二活化步骤中，可以在比第一活化步骤温度低的温度下用碱处理洗涤后的第一活化纤维素流24，以产生包含纤维素iv的第二活化纤维素流。反应器26可以是间歇式反应器或连续工艺反应器。在间歇式反应器的情况下，可以将洗涤后的第一活化纤维素流24进料至反应器26中，并且可以将为搅拌釜式反应器的反应器升高至操作条件持续所需时间。如果反应器26是连续流式反应器，则其可以是本领域已知的蒸汽暴露反应器，并且可以保持在所需的操作条件。第二活化步骤可以在使第二活化纤维素流中的纤维素iv的量增加(相对于洗涤后的第一活化纤维素流24中的纤维素iv的量)的条件下进行。任选地，温度大于60℃，并且可以小于约180℃、小于约160℃、小于140℃、小于约120℃、小于约100℃或小于约80℃。因此，该方法可以是在60℃-180℃、60℃-160℃、60℃-140℃、60℃-120℃、60℃-100℃或60℃-80℃范围内的温度下进行。任选地，第二活化步骤在超大气压下进行。例如，超大气压力可以是约0.1至400psig之间的压力。可以使洗涤后的第一活化纤维素流24进行第二活化步骤少于180分钟、小于120分钟、小于90分钟或小于60分钟，且任选地大于15分钟、大于30分钟或大于45分钟。处理的持续时间将根据许多因素而改变，包括活化步骤的严重性，例如反应器26的温度和压力。应当理解，可以以任何期望的组合将处理的温度、压力和持续时间组合。因此，例如，第二活化步骤可以包括使第一活化纤维素流在0至500psig的压力和60至240℃之间的温度下进行15至120分钟，或者在0至300psig的压力和80至150℃之间的温度下进行至少60分钟。如图1所示，第二活化步骤优选包括在碱存在下处理第一活化纤维素流。可以以任何方式将碱引入至反应器26中。例如，作为示例，将碱流28单独地引入至反应器26中。应当理解，可以在将洗涤后的第一活化纤维素流24引入至反应器26之前、同时或之后，将碱流28引入至反应器26中。可替换地，可以将碱流28引入至洗涤后的第一活化纤维素流24中，并且随后将合并流引入至反应器26中。碱可以包含氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁和氨中的一种或多种。在一个实施方式中，碱是氢氧化钠。在一个实施方式中，碱加载量为第一活化纤维素流24中的总不溶性固体的约10％至1％之间、约7％至2％之间或优选小于6％。碱溶胀纤维素，并进一步断裂纤维素的分子间和分子内氢键，从而进一步改变晶体结构。任选地，第二活化步骤可以在氧化剂和/或酶(如漆酶和/或木质素修饰酶)的存在下进行。适合用于在第二活化步骤中使用的氧化剂的实例包括但不限于过氧化氢(h2o2)。在一个实施方式中，氧化剂加载量为第一活化纤维素流16/24中的总不溶性固体的小于约2％和/或大于约0.0001％。在一个实施方式中，氧化剂的加载量为第一活化纤维素流16/24中的总不溶性固体的小于约1％、小于约0.1％或小于约0.001％，任选地约1％至0.0001％之间。适合用于在第二活化步骤中使用的酶的实例包括但不限于木质素修饰酶，如漆酶氧化酶。第二活化纤维素流30的固体含量可以为约5重量％固体至50重量％固体之间、优选约20％固体至35％固体之间。固体主要包含可任选地被回收和循环使用的纤维素。其它组分将是均小于20％的半纤维素和木质素。任选地，第二活化纤维素流30可以在活化后进行一个或多个洗涤步骤以除去碱和溶解的木质素。可以引入第二活化纤维素流30和洗涤水34来洗涤反应器32，以产生废水36和洗涤后的第二活化纤维素流38。可以以与洗涤反应器18相同或不同的方式操作洗涤反应器32。洗涤水34可以是热水，如温度在约50℃至95℃之间或约60℃至95℃之间的水。可以在该过程或其它过程中处理和循环使用废水流36或将其丢弃。洗涤反应器32可以是本领域已知的任何设计。任选地，洗涤反应器32可以被反向操作，并且其可以是逆流带式过滤器。可以使用其它的过滤或分离方法，如压滤机、双网压力机、双辊压力机、旋转真空过滤器或离心机。已经证明了，相对于原料仅进行第一高温活化步骤，纤维素原料在较高温度下进行第一活化步骤随后在较低温度和碱性条件下进行第二活化步骤具有第二活化纤维素流30中的聚糖含量增加并且木质素含量降低的优点。不受理论的限制，认为本文所描述的两步活化方法改变了原料中纤维素的结晶度，并改善了用于酶水解的纤维素的物理和/或化学特性。在一个实施方式中，两步活化方法产生了包含纤维素ii和碱-纤维素iv的活化纤维素。技术人员将理解，对应于链间和链内氢键的位置，纤维素存在几种不同的晶体结构。例如，在纤维素类生物质中发现的天然存在的纤维素是具有结构iα和iβ的纤维素i。再生纤维素纤维中的纤维素通常是纤维素ii。再生纤维素纤维是指通过用于粘胶生产玻璃纸或人造纤维的粘胶工艺生产的纤维。纤维素i向纤维素ii的转化是不可逆的。可以通过各种化学处理来产生纤维素iii和纤维素iv的结构。可以通过特征性x射线衍射图来鉴定纤维素的不同晶体形式。纤维素和纤维素的不同晶体结构进一步记载于perez和samain，“structureandengineeringofcellulose”advancesincarbohydratechemistryandbiochemistry，第64卷，elsevier(2010)中，通过引用将其全部内容并入本文。可以利用一种或多种纤维素酶42，使洗涤后的第二活化纤维素流38在酶水解反应器40中进行酶水解，以产生富含葡萄糖的糖流44。应当理解，可以将第二活化纤维素流30的部分或全部进行酶水解，且因此仅部分的第二活化纤维素流30进行洗涤或没有第二活化纤维素流30进行洗涤。以下描述可适用于第二活化纤维素流30，无论是否进行洗涤步骤。惊奇地确定了可通过本文公开的两步活化方法所产生的含有纤维素ii(其可以是纤维素ii和水合纤维素ii的组合)和纤维素iv(其可以是碱-纤维素iv)的活化纤维素特别易于进行酶水解。特别地，活化纤维素已经显示出令人惊奇的吸附纤维素酶的能力。将活化纤维素与一种或多种纤维素酶在富含葡萄糖的糖流中接触最初可以导致酶吸附至活化纤维素上。然后可以从富含葡萄糖的糖流中除去纤维素，并任选地将其引入至酶水解反应器40中。因此，可以对通过本文公开的任何方法所产生的活化纤维素进行酶水解，以将纤维素分解成纤维素糖，如葡萄糖。可替换地，本文公开的酶水解方法可以与任何常规的酶水解纤维素原料一起使用。因此，如本文所描述的活化纤维素(任选地为第二活化纤维素流)可以与一种或多种纤维素酶接触，以产生富含葡萄糖的糖流。如图1所示，洗涤后的第二活化纤维素流30和酶流42被引入至酶水解反应器40中，以产生富含葡萄糖的糖流44。可以在将酶流42引入至反应器40之前、同时或之后，将洗涤后的第二活化纤维素流30引入至酶水解反应器40中。可替换地，或此外，可以将酶流42引入至洗涤后的第二活化纤维素流30中，并将合并流引入至酶水解反应器40中。酶水解反应器40可以是本领域已知的任何酶水解反应器，并且可以以间歇或连续的方式操作。酶水解反应器40可以在任何常规的温度和压力、纤维素加载量、酶加载量等下操作。例如，酶水解反应器40可以在40℃至55℃的温度范围内操作。可以选择纤维素酶以将纤维素分解成单糖。例如，可以选择纤维素酶以将1,4-β-d-糖苷键水解成单糖。一种或多种纤维素酶可以包含具有纤维二糖水解酶活性、内切葡聚糖酶活性和β-葡糖苷酶活性中的至少一种活性的酶。虽然可以从许多来源(如细菌、酵母或真菌的天然培养物)分离纤维素酶制剂，但本领域技术人员将会理解，使用重组技术所产生的酶。适用于与本文所描述的方法一起使用的市售可得的酶的实例包括但不限于novozymesctec2或3、abenzymesrohament。可以以0.1至120mg、0.2至60mg或1至30mg酶蛋白/克葡聚糖的加载量添加一种或多种纤维素酶。在一个实施方式中，以0.1至5mg酶蛋白/克葡聚糖的加载量将纤维素酶添加到活化纤维素中。在一个实施方式中，以约2至约60个滤纸单位(fpu)/g葡聚糖的加载量，或任选地以约2至30或1至15fpu/g葡聚糖的加载量，将一种或多种纤维素酶添加至活化纤维素中。可以直接地将一种或多种纤维素酶单独添加至活化纤维素中，或者如随后描述的，首先将其与表面活性剂和/或分散剂混合。可以将一种或多种纤维素酶与活化纤维素接触合适的时间长度(例如，持续24-144小时、48-144小时、48-60小时或24小时至72小时)，以便通过酶水解将纤维素转化成单糖。在一些实施方式中，在酶水解期间，将基于活化纤维素的聚糖含量的至少约70％、75％、80％、85％、90％或95％理论产率的葡萄糖转化为葡萄糖，以产生富含葡萄糖的糖流。在一些实施方式中，使酶水解进行预定的时间长度，或直到获得预定产率的葡萄糖。在经过一定时间后，由于纤维素底物耗尽或者葡萄糖的存在抑制纤维素酶的活性，因而由纤维素的酶水解产生葡萄糖的速率可能会下降。任选地，活化纤维素可以在表面活性剂和/或分散剂存在下与一种或多种纤维素酶接触。在优选的实施方式中，分散剂是聚天冬氨酸。已经惊奇地确定，使活化纤维素(特别是本文公开的活化纤维素)在表面活性剂和/或分散剂(如聚天冬氨酸)的存在下进行酶水解，为生产单糖提供了许多优点。例如，表面活性剂和/或分散剂的存在可以增强纤维素酶稳定性、有助于防止纤维素酶降解、防止不可逆结合和/或改善纤维素酶活性。还认为表面活性剂和/或分散剂的存在可以改善酶水解后引入至酶再循环流的纤维素酶的恢复。例如，在一些实施方式中，纤维素酶可用于活化纤维素的酶水解，从所得富含葡萄糖的糖流中将其除去，并再循环至酶水解反应器40或与新鲜的活化纤维触素接触用于进一步的酶水解。在一些实施方式中，可以将纤维素酶在至少3轮或4轮酶水解中使用和循环使用，每个循环持续48至72小时。表面活性剂可以是非离子型表面活性剂，任选的聚山梨醇酯表面活性剂(如吐温)。表面活性剂也可以是表面活性剂的共混物。在优选的实施方式中，表面活性剂是吐温80、烷氧基化甘油酯和壬基苯酚的共混物。在一个实施方式中，表面活性剂以小于约2％和/或大于约0.01％的加载量存在。在一个实施方式中，表面活性剂以活化纤维素中纤维素含量的1重量％至0.01重量％之间、0.5重量％至0.05重量％之间或约0.1重量％至0.2重量％之间的加载量存在。分散剂可以是寡肽，任选地为分子量为500至10,000之间或1000至5000之间的非酶促多肽。寡肽可以是聚天冬氨酸。聚天冬氨酸可以具有500至10,000之间、1000至5000之间或3500至4500之间的分子量。聚天冬氨酸可以以活化纤维素中纤维素含量的小于约2重量％和/或大于约0.001重量％的加载量存在。在一些实施方式中，聚天冬氨酸以活化纤维素中纤维素含量的1重量％至0.001重量％之间、0.25重量％至0.025重量％之间或约0.1重量％的加载量存在。任选地，酶水解混合物中表面活性剂与分散剂(例如，聚天冬氨酸)的比率为0.1:1至10:1，任选地为0.5:1至2:1。任选地，分散剂(例如，聚天冬氨酸)与一种或多种纤维素酶的摩尔比为0.01至10:1。因此，包含一种或多种纤维素酶、一种或多种表面活性剂和一种或多种分散剂的酶水解混合物可用于任何酶水解过程，或可以与本文公开的任何活化和酶水解方法结合使用。酶水解混合物特别适合用于如本文所描述的包含纤维素ii和纤维素iv的活化纤维素的酶水解。可以将纤维素酶、表面活性剂和分散剂中的一种或多种单独地或以组合或子组合的方式引入至酶水解反应器40中。例如，在将物流38引入至反应器40之前，它们可以各自分别地与活化纤维素组合(例如，可以将它们各自依次加入至物流38，或者可以将物流38分成3股物流，然后可以将纤维素酶、表面活性剂和分散剂各自添加至一个分开的物流中)。可替换地，在将混合物与活化纤维素合并之前，可以将纤维素酶、表面活性剂和分散剂中的一种或多种合并在一起以形成物流42(例如，在将物流38引入至反应器40之前，将物流42引入至反应器40中，或者将物流42引入至物流38中)。认为在接触活化纤维素之前，将酶、表面活性剂和分散剂合并在一起有助于形成有助于稳定酶且防止酶降解的三元复合物。因此，在对活化纤维素进行酶水解之前，可以将一种或多种纤维素酶与表面活性剂和分散剂合并。例如，一种或多种纤维素酶在与活化纤维素(例如，物流38)接触之前，或者在对活化纤维素进行酶水解之前，可以将其与表面活性剂和分散剂合并至少5秒、至少10秒、至少30秒或至少1分钟。如图1所示，可以对富含葡萄糖的糖流44进行酶去除步骤以获得富含葡萄糖且贫含酶的糖流48以及酶再循环流50。酶去除步骤可以是在本领域已知的任何酶去除步骤并且可以在本领域已知的任何设备中进行。任选地，酶去除步骤包括使富含葡萄糖的糖流44与纤维素接触例如有限的时间，该纤维素可以是通过本文公开的任何方法生产的活化纤维素。例如，酶去除步骤可以包括：(a)使包含酶的富含葡萄糖的糖流与纤维素接触，并获得具有吸附在其上的酶的纤维素；和(b)对富含葡萄糖的糖流进行纤维素去除步骤，以获得纤维素水平降低的富含葡萄糖且贫含酶的糖流以及酶再循环流。任选地，步骤(a)包括使富含葡萄糖的糖流与活化纤维素(任选的根据本文所描述的方法生产的第二活化纤维素流)接触。不受理论的限制，认为富含葡萄糖的糖流中的酶吸附至纤维素上，从而从富含葡萄糖的糖流中除去纤维素能将酶从物流中除去，并产生富含葡萄糖且贫含酶的糖流48以及酶再循环流50。在特别优选的实施方式中，富含葡萄糖的糖流中的纤维素酶是在表面活性剂和分散剂的存在下的，并且通过使富含葡萄糖的糖流44与使用本文所描述的方法生产的活化纤维素16、24、30、38接触而除去富含葡萄糖的糖流44中的酶。因此，可以将纤维素流52引入至反应器46中。反应器46可以包括可以使富含葡萄糖的糖流44和纤维素彼此接触以便从溶液中取出酶并将纤维素与吸附至其上的酶分离的任何反应器。因此，例如，反应器46可以包括搅拌釜式反应器或活塞流式反应器，用于将富含葡萄糖的糖流和纤维素混合以产生混合流54。富含葡萄糖的糖流和纤维素可以在一起接触少于约2小时、少于约90分钟或少于约60分钟，并且可以在一起接触约10分钟至60分钟、或约30分钟至90分钟。随后，将混合流54进行固液分离步骤，即分离器56。分离器56可以是本领域已知的任何分离器。分离器56可以使用本领域已知的任何分离技术，如过滤、倾析、重力分离、离心或使用压力机。例如，分离器56可以包括过滤器、压力机，任选地为双螺杆压力机、双网压力机或双辊压力机。酶再循环流50可以是高固体流。例如，酶再循环流可以包含大于约30％、大于约40％或大于约50％的纤维素固体。可以将酶再循环流50用于对新鲜的活化纤维素进行酶水解。可替换地，酶再循环流50可以再循环至反应器40中。因此，如果反应器40以间歇的方式操作，则可以取出并处理富含葡萄糖的糖流的清洗流(purgestream)，以获得再循环流50。令人惊奇的是，已经确定通过该方法再循环的酶通常在再循环一次、两次、三次或甚至四次后仍保持其活性。结果是，富含葡萄糖的糖流48可以包含大于约12％的葡萄糖、大于约14％的葡萄糖、大于约16％的葡萄糖或大于约18％的葡萄糖。此外，可以获得的葡萄糖产率大于葡萄糖理论产率的约70％、大于约80％、大于约85％、大于约90％或大于约95％。任选地，富含葡萄糖的糖流48可以包含可检测水平的聚天门冬氨酸。在一个实施方式中，糖流包含约1ppb至10000ppm的聚天冬氨酸。令人惊讶地发现，由本文公开的活化纤维素的酶水解产生的富含葡萄糖的糖流含有约5％的非葡萄糖的糖，其是木糖、木糖低聚物(低聚木糖)和木聚糖中的一种或多种。本文所描述的低聚木糖是指聚合度(dp)为约2至约10的木糖聚合物。如本文所描述的木聚糖是指聚合度(dp)>10的木糖聚合物。在具体的方面，可以使用本文公开的水解混合物来进行活化纤维素的酶水解。在另一方面，使用本文所描述的纤维素活化方法和/或酶水解方法来制备富含葡萄糖的糖流。利用标准方法从如玉米的来源获得的葡萄糖也已知具有约5％的非葡萄糖的糖。然而，在玉米葡萄糖中发现的非葡萄糖的糖是血糖指数较高的糖，如麦芽糖、麦芽三糖、右旋糖的高级糖。在一个实施方式中，本文公开的富含葡萄糖的糖流中发现的非葡萄糖的糖占组合物干物质的约1-8％、约2-7％或约3-6％，并且是木糖、低聚木糖和木聚糖中的一种或多种。在一个具体的实施方式中，发现富含葡萄糖的糖流的干物质包含95％的葡萄糖、4％的木糖、1％的低聚木糖。可以使用已知方法将从本文公开的方法获得的葡萄糖转化为果糖，如葡萄糖异构化成果糖，例如记载在s.z.dziedzic等人，“handbookofstarchhydrolysisproductsandtheirderivatives”，1995年12月31日，第55-58页中的，通过引用将其并入本文。已经发现，由本文公开的方法所获得的由葡萄糖的转化而获得的果糖也含有约3-5％的非葡萄糖的糖，其中非葡萄糖的糖是木糖和/或木糖低聚物。根据本发明的另一方面，提供了通过将本文公开的富含葡萄糖的糖流中的葡萄糖转化为果糖所制备的富含果糖的糖流。富含果糖的糖流还包含非果糖的糖，其中非果糖的糖是木糖、低聚木糖和木聚糖中的一种或多种。在一个实施方式中，非果糖的糖占组合物干物质的约1-8％、约2-7％或约3-6％。根据本发明的另一方面，提供了血糖指数较低的葡萄糖产物或血糖指数较低的果糖产物，其中葡萄糖产物或果糖产物包含约1-8％、约2-7％或约3-6％、优选5％的非葡萄糖或非果糖的糖，并且其中非葡萄糖或非果糖的糖是木糖、低聚木糖和木聚糖中的一种或多种。在另一方面，葡萄糖产物或果糖产物的血糖指数低于以常规方式产生的常规葡萄糖或果糖糖浆的血糖指数。可以使用本领域已知的方法测量血糖指数(gi)，例如记载在“invitromethodforpredictingglycemicindexoffoodsusingsimulateddigestionandanartificialneuralnetwork”r.l.malaletta等人，cerealchemistry第87卷，第4号，2010中。通过本文所述方法获得的葡萄糖产物或果糖产物可以代替各种食品和饮料的生产中的血糖指数较高的葡萄糖或果糖，以提供血糖指数较低的产物。血糖指数较低的食物和饮料可以在管理血糖和胰岛素水平方面提供健康优势，从而可以降低心脏病和/或糖尿病的风险。血糖指数较低的食物也可以有用于控制食欲和减轻体重。应当理解，本文所描述的用于活化纤维素原料的一个或多个实施方式可以与本文所描述的用于纤维素酶水解的一个或多个实施方式一起使用，以从纤维素原料制备纤维素糖。上面已经描述的内容旨在举例说明本发明并是非限制性的，并且本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求中定义的本发明范围下可以进行其它变体和修改。权利要求的范围不应受到优选实施方式和实施例的限制，而应当给出与作为整体的说明书一致的最宽解释。虽然上述公开内容在总体上描述了本申请，但是通过参考以下具体实施例可以获得更完整的理解。这些实施例的描述仅是为了举例说明的目的，并不意图限制本公开内容的范围。如情况可能暗示或提供权宜之计，形式上的变化和等价物的替代是考虑到的。虽然在本文中已经采用了特定的术语，但是这些术语旨在描述性意义而不是为了限制的目的。以下非限制性实施例举例说明了公本开内容：实施例实施例1：处理甘蔗渣以活化纤维素利用甘蔗渣研究了活化纤维素的各种方法。甘蔗渣经过220℃的第一蒸汽处理步骤，停留5分钟，随后利用80℃的水进行热水洗涤，或在进行第一蒸汽处理后，用碱性过氧化氢处理。在90℃下碱洗60分钟或120分钟，且将1％过氧化物加载于固体上。如表1所示，相对于用蒸汽和热水洗涤的处理方法，利用蒸汽处理步骤及之后的碱性过氧化氢处理的两步处理方法显著地增加了葡聚糖水平且减少了木质素含量。表1：碱性过氧化物处理对蒸汽预处理且随后热水洗涤的甘蔗渣*的不溶水组分的化学组成的影响(干重％)。ahp-60和ahp-120是指处理60分钟和120分钟。实施例2：酶水解活化的甘蔗渣随后将实施例1制备的不溶水纤维素组分进行酶水解72小时。还将包含比率为1:1的表面活性剂吐温80和分散剂聚天冬氨酸(mw为3500-4500)的混合物的comet添加剂s-001添加至酶水解混合物，用于经碱处理后的甘蔗渣。如表2所示，在comet添加剂s-001的存在下，酶水解经碱处理后的甘蔗渣产生的葡萄糖产率为105.1克葡萄糖/克葡聚糖，接近于～110克葡萄糖/克葡聚糖的理论产率。表2：将蒸汽预处理且随后经碱性过氧化物处理后的甘蔗渣的不溶水纤维素组分进行酶水解72小时后的单体葡萄糖产率(表示为g/100g葡聚糖**)。此外，如表3所示，与不存在添加剂下将经碱处理后的甘蔗渣进行酶水解相比，在comet添加剂s-001存在下进行的酶水解并没有改变单体木糖的产率。因此，添加剂没有不利地影响产率。表3：将蒸汽预处理且随后经碱性过氧化物处理后的甘蔗渣的不溶水纤维素组分进行酶水解*72小时后的单体木糖产率(表示为g/100g底物**)。表4示出了在酶水解72小时后的存在于上清液中的总蛋白含量分数的分析。使用comet添加剂s-001导致总蛋白分数较高，表示在上清液中酶水平较高，并且改善了酶稳定性。表4：72小时后上清液中存在的总蛋白的分数(表示为g/100g加入的蛋白质)。在comet添加剂s-001的存在下，将经碱处理后的甘蔗渣进行多轮再循环水解。如表5所示，再循环水解能够产生高产率和高浓度的葡萄糖，同时在反复循环的酶水解过程中酶损失最少。表5：对蒸汽预处理且随后经碱性过氧化物处理后的甘蔗渣的不溶水纤维素组分进行再循环水解(总共16％的葡聚糖)*的结果。实施例3：处理麦秸以活化纤维素利用麦秸来研究用于活化纤维素原料的方法。将麦秸在220℃下进行第一蒸汽处理步骤，停留5分钟，随后在80℃下进行热水洗涤，然后在90℃下碱洗涤60分钟，并将1％过氧化物加载在固体上。如表6所示，利用带有碱性过氧化氢的两步处理产生了具有高水平葡聚糖(75.1％)的不溶水组分。表6：经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秸*的不溶水组分的化学成分(％干重)实施例4：酶水解活化的麦秸如表7-9所示，将经蒸汽处理后的麦秸或经蒸汽处理且随后碱处理后的麦秸的不溶水纤维素组分进行酶水解。如表所示，还添加了表面活性剂吐温80。表7：在经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秸的不溶水纤维素组分的酶水解(10％葡聚糖加载量)期间的单体葡萄糖产率(表示为g/100g葡聚糖**)。木糖产率经热水洗涤后的麦秸6.1(0.0)经热水洗涤后的麦秸+吐温806.3(0.2)经碱性过氧化物处理后的麦秸5.8(0.0)经碱性过氧化物处理后的麦秸+吐温806.0(0.1)表8：在将经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秸的不溶水纤维素组分酶水解***(10％葡聚糖加载量)*72小时后的单体木糖产率(表示为g/100g底物**)溶解的固体(％wt/wt)经热水洗涤后的麦秸13.8(0.1)经热水洗涤后的麦秸+吐温8012.3(0.0)经碱性过氧化物处理后的麦秸14.1(0.2)经碱性过氧化物处理后的麦秸+吐温8013.9(0.1)表9：经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秸的72小时酶解产物中呈现的被溶解的固体(％wt/wt)如表10-12所示，进行了在添加表面活性剂(吐温80)下对经蒸汽处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秆进行酶水解的进一步研究。表10：在添加吐温80下对经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秆的不溶水纤维素组分(10％葡聚糖加载量)*进行补料分批的酶水解期间的单体葡萄糖产率(表示为g/100g总葡聚糖**)。在酶水解的初始36小时后5.5(0.1)在接下来的24小时后4.3(0.0)在接下来的24小时后3.6(0.1)在接下来的24小时后2.9(0.0)表11：对经蒸汽预处理且随后碱性过氧化物处理后的麦秆的不溶水纤维素组分进行补料分批酶水解(10％葡聚糖加载量)期间的单体木糖产率，表示为g/100g用于每阶段水解的总底物。表12：在添加每批新鲜底物和酶之前，上清液中存在的总蛋白的分数(表示为总添加蛋白％)。实施例5制备了通过本文所描述的活化和酶转化方法产生的纤维素葡萄糖产物，并确定其具有以下规格：化学和物理数据总固体50-70％水分30-50％成分(基于干物质)：矿物灰分含量(ppm)血糖指数数据发现具有上述成分的纤维素葡萄糖产物的血糖指数(gi)为72。通过比较，已知单独的葡萄糖的血糖指数为100。还已知右旋糖的血糖指数为100，而已知麦芽糖和麦芽糖糊精的血糖指数分别为105和110。已经参考目前被认为是实施例的内容描述了本公开，但是应当理解，本公开并不限于所公开的实施例。相反，本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。通过引用以其全部内容将所有出版物、专利和专利申请并入本文，在一定程度上如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体和单独地指示为通过引用以其全部内容并入。当前第1页12