本发明涉及生物质的预处理技术领域，具体涉及一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法。
背景技术：
随着全球经济的快速发展，能源的消耗量大幅度增加，且化石能源储存量有限，不可再生。能源危机日益加剧，寻找新的可代替能源已成为必然趋势。全球每年产生的生物质的5％所含的能量就相当于人类对石油和天然气的需求量，因此发展生物质能成为了当代科学研究领域中重要前沿性课题。
荻是多年生高大草本生物质原料，其生长量超过大部分木本植物，具有可再生能源植物的一切优良特性，如：繁殖能力强，单位时间单位面积生物质产量高，抗旱性能好，耐盐碱，对土壤要求不高，分布广，纤维素含量较其它植物高，具有很大应用潜力。荻和其它木质纤维原料一样，主要是由纤维素、半纤维素和木质素三大素组成，其中纤维素和半纤维素可以通过酶水解生成单糖，然后进一步转化成生物燃料或高附加值的化学品。木质素不能被水解，且在纤维素周围形成保护层而限制纤维素水解，再加上纤维素本身的结晶结构，使得天然的木质纤维素类原料直接进行酶水解时效率非常低(10％～20％)。
预处理能改变天然纤维的结构，降低纤维素的结晶度，破坏或脱去半纤维素和木质素，增加其多孔性，即增加酶与纤维素的接触面积，从而促进酶水解。
目前荻的预处理方法主要有蒸汽爆破预处理，稀酸预处理，碱法预处理等。天津科技大学学报，2016，31，45-50中报道蒸汽爆破预处理可以显著提高荻的纤维素酶水解效率，未处理荻原料的酶水解效率仅为14.4％，经蒸汽爆破预处理后，荻物料的纤维素酶水解效率最高可达到88.9％，但是此方法需要在高温高压环境下进行，能耗较高，对设备要求也高，不利于大批量生产。内蒙古农业大学，2011，廖沃日汗硕士论文中利用1.5％的硫酸预处理荻后，13％左右的纤维素和80％以上半纤维素溶解在预处理液中，主要以葡萄糖和木糖的形式存在，需要中和以后被发酵利用，中和形成的盐大多对乙醇或丁醇发酵过程有抑制作用，且操作复杂。华中农业大学，2011，徐宁硕士学位论文中，利用氢氧化钠预处理荻原料，经研究发现随着氢氧化钠浓度的提高，上清液中五碳糖大幅度增加，六碳糖的增加幅度较小，酶解液中的五碳糖在氢氧化钠浓度为1.0％时达到最大，但是此方法同硫酸预处理类似，上清液中的糖回收利用复杂。
综上所述，寻求一种反应条件温和，提高荻原料利用率和酶解糖化效率的预处理方法十分必要。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种反应条件温和，利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法，该方法以荻为原料，通过亚氯酸钠溶液预处理，得到预处理后的原料，然后对预处理后的原料进行酶水解糖化。
本发明的技术解决方案是提供一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法，包括以下步骤：
步骤一：将粉碎后的荻与亚氯酸钠溶液混合，置于反应瓶后密封，加热反应后冷却；
步骤二：对步骤一冷却后的反应液进行固液分离，滤渣用水洗至中性用于酶水解。
优选地，步骤一中亚氯酸钠溶液的质量分数为2～6％。
优选地，荻与亚氯酸钠溶液的料液比为1:6～1:10。
优选地，水浴加热温度为80℃，水浴反应时间为0.5～24h。
优选地，步骤一中的原料荻粉碎至60目。
优选地，利用水浴进行加热。
优选地，加热温度为80℃，水浴反应时间为24h。
优选地，酶水解过程具体为：称取一定量的步骤二预处理后的原料于锥形瓶中，加入ph等于5.0的柠檬酸钠缓冲溶液、纤维素酶或纤维素酶和木聚糖酶，摇匀后将锥形瓶置于恒温摇床中50℃下水解48h，沸水浴中10分钟灭酶，得水解液。
优选地，酶水解的原料质量浓度为2％，每克干物质纤维素酶剂量为10～60fpu。
优选地，酶水解的原料质量浓度为2％，每克干物质酶剂量为10fpu纤维素酶和2mg木聚糖酶。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用的处理液是亚氯酸钠溶液，反应条件温和，反应后通过简单水洗直接进行酶水解，木质素的去除率高；
2、本发明能保留大量的纤维素和半纤维素，酶解糖化效果好，原料利用率高；
3、本发明工艺操作简单、能耗低、具有工业大批量生产前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
称取绝干重为60克的荻置于反应瓶中，按照料液比1:10加入质量分数2％的亚氯酸钠溶液，密封反应瓶，将反应瓶放入80℃的水浴锅中预处理0.5小时。预处理结束后立即放出蒸汽、卸料并冷却，离心机进行固液分离，弃去液体，用蒸馏水将预处理原料(剩余固体)洗涤至中性后用于生物酶水解。
称取1克预处理原料于锥形瓶中，加入10fpu/gdm(干物质)的纤维素酶，最后加入ph等于5.0的柠檬酸钠缓冲溶液使底物质量浓度为2％，摇匀后置于恒温摇床中50℃下水解48h。水解完成后在沸水浴中煮沸10分钟使酶失活。冷却至室温，将水解液离心，上清液采用高效液相色谱检测单糖，根据下述公式计算预处理原料各组分去除率和糖的水解得率：
公式中底物中的纤维素和木聚糖含量依据美国国家可再生能源实验室方法测定；
经计算，预处理后的原料木质素去除率为46.6％，纤维素和半纤维素损失率分别为3.5％和4.2％；经酶水解后葡萄糖得率为32.6％，木糖得率为20.9％。
实施例二
预处理及酶水解反应条件与实施例一基本相同，区别在于亚氯酸钠溶液浓度为4％。经计算，预处理后的原料木质素去除率为59.6％，纤维素和半纤维素损失率分别为5.0％和6.2％；经酶水解后葡萄糖得率为40.1％，木糖得率为21.5％。
实施例三
预处理及酶水解反应条件与实施例一基本相同，区别在于亚氯酸钠溶液浓度为6％。经计算，预处理后的原料木质素去除率为61.6％，纤维素和半纤维素损失率分别为5.4％和7.2％；经酶水解后葡萄糖得率为43.2％，木糖得率为23.9％。
实施例四
预处理及酶水解反应条件与实施例三基本相同，区别在于预处理时间为1h。经计算，预处理后的原料木质素去除率为67.0％，纤维素和半纤维素损失率分别为7.5％和9.1％；经酶水解后葡萄糖得率为50.7％，木糖得率为29.3％。
实施例五
预处理及酶水解反应条件与实施例三基本相同，区别在于预处理时间为6h。经计算，预处理后的原料木质素去除率为71.4％，纤维素和半纤维素损失率分别为13.1％和13.7％；酶水解后葡萄糖得率为72.7％，木糖得率为43.7％。
实施例六
预处理及酶水解反应条件与实施例三基本相同，区别在于预处理时间为12h。经计算，预处理后的原料木质素去除率为68.8％，纤维素和半纤维素损失率分别为13.5％和17.3％；酶水解后最终葡萄糖得率为82.2％，木糖得率为54.9％。
实施例七
预处理及酶水解反应条件与实施例三基本相同，区别在于预处理时间为24h。经计算，预处理后的原料木质素去除率为66.6％，纤维素和半纤维素损失率分别为13.7％和17.6％；酶水解后最终葡萄糖得率为85.0％，木糖得率为63.4％。
实施例八
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于纤维素酶剂量为20fpu/gdm。经计算，酶水解后最终葡萄糖得率为88.8％，木糖得率为65.7％。
实施例九
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于纤维素酶剂量为40fpu/gdm。经计算，酶水解后最终葡萄糖得率为100.0％，木糖得率为74.3％。
实施例十
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于纤维素酶剂量为60fpu/gdm。经计算，酶水解后最终葡萄糖得率为102.5％，木糖得率为76.3％。
实施例十一
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于料液比为1：8。经计算，预处理后的原料木质素去除率为70.2％，纤维素和半纤维素损失率分别为12.5％和13.1％；酶水解后最终葡萄糖得率为70.4％，木糖得率为40.5％。
实施例十二
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于料液比为1：6。经计算，预处理后的原料木质素去除率为68.7％，纤维素和半纤维素损失率分别为12.3％和12.8％；酶水解后最终葡萄糖得率为70.1％，木糖得率为39.8％。
实施例十三
预处理及酶水解反应条件与实施例六基本相同，区别在于额外添加了2mg/gdm的木聚糖酶，最终葡萄糖得率为93.6，木糖得率为65.2％。
实施例十四
预处理及酶水解反应条件与实施例七基本相同，区别在于额外添加了2mg/gdm的木聚糖酶，最终葡萄糖得率为93.7％，木糖得率为69.9％。