质纤维素的生物 质，例如，一年生植物，例如（干）草、或草的部分，优选草、稻草、能源草，例如，柳枝稷、象草 或马尼拉麻（abaca)、西沙尔麻（sisal)、甘蔗渣、或非典型木质纤维素基质，例如外皮，例 如，外稃，例如米糠，特别优选稻草、能源草、甘蔗渣或外皮，甚至更优选稻草或甘蔗渣。
[0026]优选例如通过优选在50°C到100°C(例如，100°C和低于100°C，优选85°C和低于 85°C，特别优选71°C)的温度下用碱性含水醇溶液进行处理来预处理用于根据本发明的方 法中的含木质纤维素的生物质。水溶液中木质纤维素材料的固体含量由此优选达到所述溶 液的1-40重量％，例如达到3-30重量％，并且优选以1-40重量％ (例如，3-30重量％，特别 是5-20重量％)的稠度提供所述固体。优选使用脂肪醇（例如(V6-醇，特别优选(V4-醇， 例如乙醇或异丙醇）作为用于预处理的醇。可利用碱（优选无机碱，例如，氢氧化物，例如苛 性苏打碱水、苛性钾）来调节醇溶液的优选在10到14范围内的pH值。反应期间的碱浓度 通常在lmolL1到lOmolL丨、优选2molL1到6molL丨、甚至更优选4. 5molL1到5. 5mol P的范围内。优选用于根据本发明的方法中的含木质纤维素的材料的预处理的所述特定 实施方案基于以下认识：已用包含醇、特别是(^ 6-醇并且具有10. 0到14. 0的pH值的含水 碱性溶液处理并且富集纤维素和半纤维素的材料是比根据不同实施方案预处理的材料更 易用于酶促降解成碳水化合物裂解产物的材料。
[0027]用于根据本发明的方法中的含木质纤维素的材料或相应地含半纤维素的材料经 受酶促水解或非酶促水解、优选酶促水解。用于获得含糖的水解产物的非酶促水解可根据 常规方法进行，例如，通过酸催化的水解进行。对于可根据已知方法进行的酶促水解来说， 使用了合适的酶，例如，内切木聚糖酶、木糖苷酶、a-阿拉伯呋喃糖苷酶、葡糖醛酸糖 苷酶、纤维素酶和所述酶的混合物。
[0028]在根据本发明的方法中，例如在如上文所述的预处理后获得的含半纤维素的材料 优选以干物质重量计1-40 %的稠度用于水溶液中。
[0029]具有至少一个离子结合位点的化合物包括具有至少一个适合成盐的离子结合位 点（例如，式_ (COCT)nRn+的酸基）的化合物，其中R表示氢或阳离子，例如，碱金属阳离子 或碱土金属阳离子，例如，Na+、K+、Ca++，并且n表示阳离子所表现的并且取决于其化合价的 电荷。根据本发明的方法中被转化成具有至少一个离子结合位点的化合物的释放的糖优选 为阿拉伯糖，例如，L-阿拉伯糖，和/或木糖，例如，D-木糖。
[0030] 在又一方面，本发明提供根据本发明的方法，其特征在于转化成具有至少一个离 子结合位点的化合物的释放的糖构成
[0031] 阿拉伯糖、特别是L-阿拉伯糖，
[0032] 木糖、特别是D-木糖，或
[0033]阿拉伯糖、特别是L-阿拉伯糖与木糖、特别是D-木糖的混合物。
[0034] 糖转化成具有至少一个离子结合位点的化合物的形式以酶促方式发生并且可例 如根据以下反应方案1发生，其中显示阿拉伯糖通过酶促氧化转化成a-酮戊二酸并且水 解成阿拉伯糖酸，也就是说，所述糖转化成表现酸基的化合物。如果需要，可通过例如以氢 氧化物（例如NaOH、KOH、Ca(OH)2)的形式添加适当的阳离子将所述酸基可转化成盐。反应 方案1中的R+意指氢，或如在所说明的情况下意指单价阳离子，例如Na+或K+。
[0035] 反应方案1
【主权项】
1. 一种用于将来自含半纤维素的材料、特别是从生物质获得的糖转化成具有至少一个 离子结合位点的化合物的形式的方法，其特征在于将所述含半纤维素的材料以酶促或非酶 促方式水解并且使所获得的水解产物经受包括至少一个酶促步骤的转化，其中糖被释放并 且所释放的糖被转化成具有至少一个离子结合位点的化合物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于转化成具有至少一个离子结合位点的化合 物的释放的糖构成 阿拉伯糖、特别是L-阿拉伯糖， 木糖、特别是D-木糖，或 阿拉伯糖、特别是L-阿拉伯糖与木糖、特别是D-木糖的混合物。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于所释放的糖、特别是C5糖借 助于氧化还原酶被转化成内酯、特别是y-内酯，所述内酯特别是通过酶促水解、非酶促水 解和/或自发水解被水解成相应的羧酸。
4. 根据权利要求3所述方法，其特征在于所述已获得的羧酸特别是借助于脱水酶被脱 水成酮基羧酸。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述已获得的酮基羧酸特别是借助于脱水 酶进一步被脱水成酮基羧酸半醛。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述已获得的酮基羧酸半醛特别是借助于 氧化还原酶被氧化成二羧酸。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于 根据权利要求1或2所述的糖是阿拉伯糖， 根据权利要求3所述的内酯是阿拉伯糖酸基-y-内酯， 根据权利要求3和4所述的羧酸是阿拉伯糖酸， 根据权利要求4和5所述的酮基羧酸是2-酮基-3-脱氧阿拉伯糖酸， 根据权利要求5和6所述的酮基羧酸半醛是a-酮戊二酸半醛，并且 根据权利要求6所述的二羧酸是a-酮戊二酸。
8. 根据权利要求2-7中任一项所述的方法，其特征在于被一种或多种氧化还原酶还原 的氧化还原辅因子NADH和/或NADPH在相同的反应批次中借助于至少一种其它氧化还原 酶活性、特别是偶合到电极的醇脱氢酶、木糖还原酶、乳酸脱氢酶、氧化酶或一种或多种氧 化还原酶被转化成氧化态NAD+和/或NADP+。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于特别是借助于离子交换色谱和 /或电渗析从所述反应混合物分离已产生并且具有离子结合位点的化合物。
10. 根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于所述含半纤维素的材料是从 木质纤维素材料获得的。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于已通过优选在50°C到KKTC的温度下用 碱性含水醇溶液处理木质纤维素材料获得所述含半纤维素的材料。
12. 根据权利要求10或11中任一项所述的方法，其特征在于所述含木质纤维素的材 料来源于含木质纤维素的生物质，特别是来源于一年生植物、稻草、能源草、西沙尔麻、甘蔗 渣、或非典型木质纤维素基质，例如外皮，特别是稻草或甘蔗渣。
13. 根据权利要求1-12中任一项所述的方法用于从含木质纤维素的材料获得阿拉伯
【专利摘要】本发明涉及用于将来自含半纤维素的材料的糖转化成具有至少一个离子结合位点的化合物的形式的方法以及所述方法的用途，所述方法的特征在于将所述含半纤维素的材料以酶促或非酶促方式水解并且使所获得的水解产物经受包含至少一个酶促步骤的反应，其中糖被释放并且所释放的糖被转化成具有至少一个离子结合位点的化合物。
【IPC分类】C12P7-24, C12P19-14, C12P7-14, C12P7-18
【公开号】CN104797714
【申请号】CN201380059313
【发明人】道泽·亨德里克·沃茨, 本德·梅耶
【申请人】安尼基有限责任公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年11月8日
【公告号】CA2889956A1, EP2920317A1, WO2014076012A1