一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法

一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法
【专利摘要】本发明提供了一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法。所述采用含纤维素原料制备还原糖的方法包括将预处理后的含纤维素原料与纤维素酶混合后进行水解，其中，所述预处理的方法包括将所述含纤维素原料与碱性溶液混合后进行微波消解，所述微波消解的条件包括温度为50-200℃、压力为0.05-2MPa、微波频率为0.5-5GHz、时间为1-60分钟。采用本发明提供的方法能够提高还原糖的产率。
【专利说明】一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
【背景技术】
[0002]目前生产燃料乙醇、生物柴油、氢气和沼气等可再生生物能源的主要原料是玉米、木薯等淀粉类生物质，利用这些原料进行工业生产，不但会造成与人争粮的不利局面，给人类生活和生产带来负面影响，而且会受到粮食资源产量、产地和运输等条件的限制，难以满足日益增长的生物能源需求。含纤维素原料主要包括农作物秸杆和野生草本及木本植物，是地球上分布最广且最廉价的可再生资源之一，非常适合作为可再生生物能源的生产原料。目前，全国秸杆理论资源量约为8.4亿吨，可收集资源量约为7亿吨。
[0003]现有技术中，以含纤维素原料为原料，利用微生物发酵制取可再生生物能源主要分为两个步骤:(1)将含纤维素原料水解成还原糖；(2 )将还原糖经微生物发酵转化成目标生物能源。然而，在含纤维素原料的内部，半纤维素和木质素通过共价键形成网状结构，纤维素被包裹其中，很难与外界酶接触。如果直接用纤维素酶水解，还原糖产率一般低于20%。因此，通常情况下，在将含纤维素原料用纤维素酶进行水解之前，需要对含纤维素原料进行预处理。预处理指的是将含纤维素原料从其天然结构转化成能够有效水解的结构的过程。含纤维素原料经预处理后，纤维素-半纤维素-木质素的复合结构被破坏，半纤维素和木质素部分断裂溶解，从而使得纤维素的结晶度降低，与纤维素酶接触的比表面积增大，并能够更有效地被纤维素酶水解成可发酵利用的还原糖。
[0004]目前，含纤维素原料通常采用蒸汽爆破或者采用酸性溶液进行预处理。例如，CN101387084A公开了一种蒸汽爆破含纤维素的原料的方法，该方法将含纤维素的原料连续输送至保温压力装置中，保持3-10分钟，每隔5-12秒使该装置中的部分含纤维素的原料释放到常压，从而破坏含纤维素的原料中包埋纤维素和半纤维素的木质素鞘。CN101148830A公开了一种对植物进行汽爆-微波耦合处理分离秸杆组分的方法，该方法包括如下步骤:
(1)将植物秸杆进行蒸汽爆破预处理后，加入40-6(TC温水润涨洗涤，洗涤液静置沉淀获得半纤维素；(2)将水洗后的汽曝秸杆脱水至含水量为3-5mL/g，之后加入甘油混匀后，进行间歇性微波处理；处理完毕，加入热水保温搅拌溶解30-90min ;用40_60°C水洗涤、过滤3_5次，滤饼为粗纤维；所述甘油的加入量为每克植物秸杆干料加入5-7mL的甘油；(3)将滤液经过静置沉淀获得木质素。CN101434977A公开了一种纤维素制糖工艺，该工艺采用挤压膨化预处理和纤维素酶复配水解的方式得到总糖液。其中，所述挤压膨化预处理主要利用热效应和机械效应，使得秸杆细胞壁内各层间部分木质素、纤维素、半纤维素水解，从而改变细胞间木质素的分布状态、增大其比表面积并提高水解效率。
[0005]但是采用上述方法对含纤维素原料的预处理时，不能将含纤维素原料中包埋纤维素和半纤维素的木质素鞘充分破坏，因而导致将预处理后的含纤维素原料进行水解制糖或水解制生物能源时，还原糖的产率较低。
【发明内容】

[0006]本发明的目的是为了克服采用现有的方法制备还原糖产率较低的缺陷，而提供一种能够提高还原糖产率的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0007]本发明提供了一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法，该方法包括将预处理后的含纤维素原料与纤维素酶混合后进行水解，其中，所述预处理的方法包括将所述含纤维素原料与碱性溶液混合后进行微波消解，所述微波消解的条件包括温度为50-200°C、压力为0.05-2MPa、微波频率为0.5_5GHz、时间为1-60分钟。
[0008]本发明的发明人意外地发现，通过碱性溶液与微波消解处理的协同作用，能够显著提高还原糖的产率。推测其原因，可能是由于:一方面，纤维素中的β_1，4-糖苷键具有缩醛键的性质，对碱极为敏感，将所述含纤维素原料与碱性溶液混合均匀后，β -1, 4-糖苷键发生断裂，聚合度降低，再将与碱性溶液混合均匀后的粉碎产物用微波消解进行处理，能够极为充分地破坏含纤维素原料的表面结构及内部的纤维素-半纤维素-木质素复合结构，从而使半纤维素和木质素充分断裂溶解、纤维素的结晶度降低，并将部分半纤维素分解成木糖、甘露糖等单糖，进而在纤维素酶的作用下被水解成葡萄糖。另一方面，碱性溶液的存在为微波消解提供了更为有利的条件，从而更有利于将包埋纤维素和半纤维素的木质素鞘充分破坏。此外，本发明提供的方法采用的微波消解时间不超过60分钟，能够有效地降低碱性溶液将还原糖中的葡萄糖和木糖进一步降解成5-羟甲基糠醛、糠醛、甲酸等对发酵等后续应用有害的物质的概率。并且，本发明采用微波加热替代传统蒸汽和水浴加热，反应在密闭容器中进行，不仅能耗低、条件相对温和，而且还能够缩短处理时间，并降低生产成本。
[0009]根据本发明的一种优选实施方式，当将所述含纤维素原料的含水量控制在小于2重量％时，不仅更有利于得到粒径较小的粉碎产物，而且还能更为充分地破坏含纤维素原料的表面结构及内部的纤维素-半纤维素-木质素复合结构，从而进一步提高还原糖的产率。
[0010]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0012]图1为本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的工艺流程图；
[0013]图2为实施例1中采用微波消解后得到的含纤维素原料的微观结构图。【具体实施方式】
[0014]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0015]本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法包括将预处理后的含纤维素原料与纤维素酶混合后进行水解，其中，所述预处理的方法包括将所述含纤维素原料与碱性溶液混合后进行微波消解，所述微波消解的条件包括温度为50-20(TC、压力为0.05-2MPa、微波频率为0.5_5GHz、时间为1-60分钟。[0016]其中，所述微波消解主要是利用微波离子传导和极性分子转动加热原理，并采用物质内外部同时加热方式以实现将样品快速破坏、分解的目的，其具有加热速度快且受热均匀等优点。所述微波消解可以在现有的各种微波消解仪中进行，在此将不再赘述。
[0017]根据本发明，尽管只要将粉碎后的含纤维素原料与碱性溶液混合后进行微波消解，并将所述微波消解的条件控制在温度为50-200°C、压力为0.05-2MPa、微波频率为0.5-5GHz、时间为1-60分钟，就能够有效地提高还原糖的产率，但为了使避免还原糖中的葡萄糖和木糖进一步降解成5-羟甲基糠醛、糠醛、甲酸等对发酵等后续应用有害的物质、并进一步提高还原糖的产率，优选情况下，所述微波消解的条件包括温度为100-150°C、压力为0.1-0.8MPa、微波频率为2-3GHz、时间为5-30分钟。
[0018]在本发明中，所述压力均指表压。
[0019] 根据本发明，所述含纤维素原料的种类可以为本领域的常规选择，例如，可以包括玉米、小麦、水稻和甘蔗等各种农作物及野生草本植物的秸杆、以及玉米芯、甘蔗渣、水葫芦等富含纤维素的各种工业废弃原料。优选情况下，所述含纤维素原料选自玉米秸杆、小麦秸杆、水稻秸杆、甘蔗秸杆、高梁秸杆、棉花秸杆、豆秸和水葫芦中的一种或多种。
[0020]根据本发明，为了增大含纤维素原料与碱性溶液的接触面积并提高还原糖的产率，优选情况下，所述预处理的方法还包括在将所述含纤维素原料与碱性溶液混合之前，将所述含纤维素原料粉碎。
[0021]根据本发明，所述粉碎的方法和条件均可以为本领域的常规选择，只要能够得到粒径较小的颗粒，从而更有利于后续的用碱性溶液和微波消解处理即可，通常可以在粉碎机中进行，具体的方法为本领域技术人员知悉，在此将不再赘述。此外，经粉碎后的粉碎产物的颗粒直径也可以在较宽的范围内进行选择和变动，并可以通过调整粉碎机的功率和粉碎时间来进行合理选择，优选小于550微米。通常来说，粉碎产物的颗粒直径越小，越有利于后续的处理，但对粉碎条件也有较高的要求；粉碎产物的颗粒直径越大，可以降低粉碎的条件，但不利于后续的碱性溶液和微波消解处理，因此，从各方面的因素综合考虑，更优选地，将所述含纤维素原料粉碎得到的粉碎产物的颗粒直径为200-400微米。
[0022]本发明对所述含纤维素原料中的水含量没有特别地限定，可以为本领域的常规选择。然而本发明的发明人发现，当将所述含纤维素原料的含水控制在小于2重量％时，不仅有利于得到粒径较小的粉碎产物，还能够进一步保证在后续的采用碱性溶液处理和微波消解的过程中，将含纤维素原料中包埋纤维素和半纤维素的木质素鞘充分平破坏，从而更为显著地提高还原糖的产率。因此，优选情况下，所述含纤维素原料的含水量小于2重量％。除非特殊说明，本发明所述含纤维素原料的含水量均是指含纤维素原料的初始重量Wl与在105°C烘干至恒重的含纤维素原料的重量W2之差，与含纤维素原料的初始重量Wl的重量百分比，即含水量(重量%) =(Wl-W2)/fflX100%o
[0023]根据本发明，不同批次含纤维素的原料或不同种类的含纤维素原料的含水量可能存在较大的差异，通常为5-60重量％。因此，为了获得含水量小于2重量％的含纤维素原料，一般需要将水含量较高的含纤维素原料在60-120°C下烘干，以使部分水分蒸发，从而将水含量控制在上述范围内。
[0024]根据本发明，将所述粉碎产物与碱性溶液接触的目的是使得含纤维素原料的表面结构以及内部的纤维素-半纤维素-木质素复合结构被部分破坏，从而更有利于后续的微波消解。所述碱性溶液的种类为本领域技术人员公知，例如，其中的碱可以选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化铝、氢氧化锰、氢氧化锌、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂和氨水中的一种或多种。以上碱性溶液的浓度可以在较宽的范围内进行选择和变动，例如，通常可以为0.1-5重量％。
[0025]根据本发明，所述碱性溶液的用量可以根据粉碎产物的用量进行合理的选择，通常来说，所述粉碎产物与碱性溶液的重量比可以为0.05-20:100，优选为1-10 =IOO0需要说明书的是，此处所述的碱性溶液的用量包括其中的水含量。
[0026]本领域技术人员公知，所述纤维素酶为复合酶，至少包括C1型纤维素酶、Cx型纤维素酶和纤维二糖酶三种酶。
[0027]C1酶可以使结晶的纤维素转变为非结晶的纤维素。
[0028]Cx型纤维素酶又分为Cxi型纤维素酶和Cx2型纤维素酶两种。Cxi型纤维素酶为内切型纤维素酶，可以从水合非结晶纤维素分子内部作用于β_1，4-糖苷键，生成纤维糊精和纤维二糖。Cx2型纤维素酶是一种外切型纤维素酶，可以从水合非纤维素分子的非还原端作用于β-1，4-糖苷键，逐一切断β-1，4-糖苷键生成葡萄糖。
[0029]纤维二糖酶则作用于纤维二糖，使纤维二糖水解生成葡萄糖。
[0030]所述纤维素酶可以通过商购得到，例如，可以购自国药集团化学试剂有限公司的纤维素酶。
[0031]根据本发明，将预处理后的含纤维素原料与纤维素酶混合后进行水解的步骤可以通过本领域常规的各种方法完成。通常来说，纤维素酶的用量越多越好，但出于成本考虑，以每克含纤维素原料的干重计，所述纤维素酶的用量优选为1-10重量％、更优选为1-5重量％。
[0032]根据本发明，所述水解的条件可以为本领域的常规选择，通常来说，所述水解的条件包括水解的温度、水解的时间和水解的pH。所述水解的温度可以为纤维素酶的任何最适作用温度，一般为20-60°C，更优选35-45°C。所述水解的时间理论上越长越好，但考虑到设备利用率，所述水解的时间优选为48-120小时，更优选为60-100小时。所述水解的pH值可以为纤维素酶的任何最适作用PH，一般为3-7，更优选pH值为4-5。由于水解过程中pH值的波动不大，因此所述水解的PH值可以按照本领域常用的方法在加入纤维素酶之前采用酸性物质进行调节。所述酸性物质可以是现有的各种能够调节含纤维素原料的PH值的物质，例如，可以为HC1、硫酸、亚硫酸、硝酸、磷酸、硒酸、高氯酸、氟化氢、溴化氢和碘化氢中的一种或多种。上述酸性物质可以以纯态直接使用，也可以以其水溶液形式使用。以水溶液形式使用时，优选浓度为5重量％至饱和浓度。
[0033]根据本发明，由于预处理后的含纤维素原料中含有不能溶于碱性溶液中且不能被水解的物质，在水解结束后，这些物质仍然以固体的形式存在，因此，本发明提供的制备还原糖的方法还包括将水解产物进行固液分离，以将这些固体从还原糖中去除。
[0034]按照本发明的一种【具体实施方式】，如图1所述，本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法包括将含纤维素原料烘干至其中的水含量小于2重量％，并将烘干后的含纤维素原料粉碎，使得到的粉碎产物的粒径小于550微米，然后将所述粉碎产物与碱性溶液(浓度为0.1-5重量％)混合均匀并在微波作用下进行微波消解，将得到的微波消解产物用纤维素酶进行水解，并将得到的水解产物进行固液分离，得到还原糖。[0035]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0036] 以下实施例和对比例中，还原糖的产率(％)=还原糖的实际产量+还原糖的理论产量X 100%=(含有还原糖的溶液中还原糖的浓度X含有还原糖的溶液的体积)+ (含纤维素原料中纤维素含量X1.111+含纤维素原料中半纤维素含量X1.136)X100%。其中，含有还原糖的溶液中还原糖的浓度采用DNS法进行测定，具体地，以1.0mL去离子水作为空白样，取1.0mL的含有还原糖的溶液于试管中，并加入2.0mL的3，5-二硝基水杨酸试剂(DNS试剂)混合均匀后煮沸5min，快速冷却后分别加入IOmL去离子水。然后以空白样作为参比溶液，在540nm波长下测定其吸光度，与标准曲线对比后即可得出其中还原糖的浓度。其中，所述标准曲线通过下述方法获得:将无水葡萄糖于105°C烘干至恒重，准确称取IOOmg葡萄糖于IOOmL容量瓶中定容，配成浓度为1.0mg/mL的葡萄糖标准溶液。分别取0.0mL,
0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL标准溶液添加到玻璃试管中，添加去离子水1.0mL>
0.8mL、0.6mL、0.4mL、0.2mL和0.0mL,配置成总体积为1.0mL的溶液，葡萄糖标准溶液浓度分别为 0.0mg/mL>0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL、0.8mg/mL 和 1.0mg/mL,然后往每根玻璃试管中添加2.0mL的3，5-二硝基水杨酸试剂。将试剂混合后摇匀，于沸水浴中加热5分钟，取出后用冷水快速冷却至室温(25°C)，再分别加入IOmL蒸馏水，摇匀后在紫外可见光分光光度仪测定540nm波长下的OD值。每个葡萄糖浓度采用3个平行样本，OD值取平均值，绘制葡萄糖浓度对应OD值的函数关系图，并拟合成一次线性方程，得到还原糖浓度对应OD值的标准曲线。其中，所述3，5-二硝基水杨酸试剂的配制方法如下:取91g酒石酸钾钠溶于500mL去离子水中，再依次加入3.15g的3，5-二硝基水杨酸和20g氢氧化钠,加热搅拌使之溶解，然后加入2.5g重蒸酚和2.5g无水亚硫酸钠，全部溶解后冷却，并定容至1000mL,贮存于棕色试剂瓶中，室温下放置2周后便可使用。含纤维素原料中纤维素和半纤维素含量采用购自瑞典FOSS公司的型号为Fibertec 2010的全自动纤维测定仪进行测定。
[0037]实施例1
[0038]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0039]将水稻秸杆于100°C下烘干，使其中的水含量为1.5重量％。并将得到的水稻秸杆粉碎成粒径小于212微米的粉粒，再与浓度为1.0重量％的氢氧化钠溶液按2:100的重量比混合均匀，然后在微波消解仪(购自上海屹尧仪器科技发展有限公司，型号为WX-8000，下同)中于100°C下进行微波消解5分钟。其中，微波消解所用的微波频率为2.45GHz，所用的压力为0.1MPa。微波消解后得到的含纤维素原料的微观结构如图2所示。从图2中可以看出，经微波消解后的含纤维素原料的表面和内部结构已经被充分地破坏。将得到的微波消解产物转移至水解容器中，并用浓度为5重量％的硫酸溶液将其pH值调至4.5，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的4重量％的纤维素酶(购自国药集团化学试剂有限公司，型号为BR (沪试))，在45°C进行水解84小时。水解结束后，过滤除去固体残渣，得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖的产率为90.2%。
[0040]实施例2
[0041]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0042]将玉米秸杆于105°C下烘干，使其中的水含量为1.8重量％。并将得到的玉米秸杆粉碎成粒径小于270微米的粉粒，再与浓度为2重量％的氢氧化钾溶液按4:100的重量比混合均匀，然后在微波消解仪中于150°C下进行微波消解30分钟。其中，微波消解所用的微波频率为2.45GHz，所用的压力为0.8MPa。将得到的微波消解产物转移至水解容器中，并用浓度为5重量％的盐酸将其pH值调至4.8，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的3重量％的纤维素酶(购自日本Yakult公司，型号为Onozuka R-10)，在40°C进行水解96小时。水解结束后，过滤除去固体残渣，得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖的产率为93.3%。
[0043]实施例3
[0044]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0045]将小麦稻杆于95°C下烘干,使其中的水含量为1.6重量％。并将得到的小麦稻杆粉碎成粒径小于500微米的粉粒，再与浓度为3重量％的氨水按3:100的重量比混合均匀，然后在微波消解仪中于135°C下进行微波消解10分钟。其中，微波消解所用的微波频率为
2.45GHz，所用的压力为0.3MPa。将得到的微波消解产物转移至水解容器中，并用浓度为8重量％的盐酸将其PH值调至4.2，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的5重量％的纤维素酶(购自美国Sigma-Aldrich公司，型号为C1794)，在38°C进行水解84小时。水解结束后,过滤除去固体残渣,得到含有还原糖的溶液。经测定,还原糖的产率为92.0%。
[0046]实施例4
[0047]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0048]将小麦秸杆于90°C下烘干，使其中的水含量为1.7重量％。并将得到的小麦秸杆粉碎成粒径小于250微米的粉粒，再与浓度为2.5重量％的氢氧化钠溶液按5:100的重量比混合均匀，然后在微波消解仪中于130°C下进行微波消解25分钟。其中，微波消解所用的微波频率为2.45GHz，所用的压力为0.3MPa。将得到的微波消解产物转移至水解容器中，并用浓度为5重量％的盐酸将其pH值调至4.5，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的5重量％的纤维素酶(购自国药集团化学试剂有限公司，型号为BR (沪试))，在40°C进行水解96小时。水解结束后，过滤除去固体残渣，得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖的产率为96.0%。
[0049]实施例5
[0050]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0051]将水稻秸杆于105°C下烘干，使其中的水含量为1.4重量％。并将得到的水稻秸杆粉碎成粒径小于220微米的粉粒，再与浓度为4.0重量％的氨水按6:100的重量比混合均匀，然后在微波消解仪中于140°C下进行微波消解10分钟。其中，微波消解所用的微波频率为2.45GHz，所用的压力为0.5MPa。将得到的微波消解产物转移至水解容器中，并用浓度为5重量％的硫酸溶液将其pH值调至4.2，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的3.5重量％的纤维素酶(购自国药集团化学试剂有限公司，型号为BR (沪试))，在45°C进行水解78小时。水解结束后，过滤除去固体残渣，得到含有还原糖的溶液。经测定,还原糖的产率为 91.8% ο
[0052]实施例6
[0053]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0054]按照实施例1的方法制备还原糖，不同的是，所述微波消解的条件包括温度为80°C、压力为0.06MPa、微波频率为2.45GHz、时间为10分钟。得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖产率为78.5%。
[0055] 实施例7[0056]该实施例用于说明本发明提供的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0057]按照实施例1的方法制备还原糖，不同的是，将水稻秸杆于90°C下烘干，使其中的水含量为10重量％。得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖产率为84.2%。
[0058]对比例I
[0059]该对比例用于说明参比的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0060]按照实施例7的方法制备还原糖，不同的是，在含纤维素原料预处理过程中，不将含纤维素原料与氢氧化钠溶液混合后得到的混合物进行微波消解处理，具体步骤如下:
[0061]将水稻秸杆于90°C下烘干，使其中的水含量为10重量％。并将得到的水稻秸杆粉碎成粒径小于212微米的粉粒，再与浓度为1.0重量％的氢氧化钠溶液按2:100的重量比混合均匀，然后在100°C下继续搅拌混合5分钟，再将得到的微波消解产物转移至水解容器中，用浓度为5重量％的硫酸溶液将其pH值调至4.5，然后加入重量为所用的含纤维素原料干重的4重量％的纤维素酶(购自国药集团化学试剂有限公司，型号为BR (沪试))，在45°C进行水解84小时。水解结束后，沉降过滤除去固体残渣，得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖产率为58.6%。
[0062]对比例2
[0063]该对比例用于说明参比的采用含纤维素原料制备还原糖的方法。
[0064]按照实施例7的方法制备还原糖，不同的是，不包括将粉碎产物用氢氧化钠溶液处理的步骤，而是直接将粉碎产物用微波消解处理。得到含有还原糖的溶液。经测定，还原糖产率为16.8%。
[0065]从以上实施例和对比例的结果可以看出，采用本发明提供的方法制备还原糖，能够显著提高还原糖的产率。从实施例1与实施例6和7的对比可以看出，当采用本发明的优选方式制备还原糖时，能够进一步提高还原糖的产率，更具工业应用前景。此外，本发明采用微波加热替代传统蒸汽和水浴加热，反应在密闭容器中进行，不仅能耗低、条件相对温和，而且还能够缩短处理时间短，降低了生产成本。
[0066]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0067]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0068]此外，本发明 的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种采用含纤维素原料制备还原糖的方法，该方法包括将预处理后的含纤维素原料与纤维素酶混合后进行水解，其特征在于，所述预处理的方法包括将所述含纤维素原料与碱性溶液混合后进行微波消解，所述微波消解的条件包括温度为50-200°C、压力为0.05-2MPa、微波频率为0.5_5GHz、时间为1-60分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述微波消解的条件包括温度为100-150°C、压力为0.1-0.8MPa、微波频率为2-3GHz、时间为5-30分钟。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预处理的方法还包括在将所述含纤维素原料与碱性溶液混合之前，将所述含纤维素原料粉碎。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述含纤维素原料的含水量小于2重量％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述含纤维素原料粉碎得到的粉碎产物的颗粒直径小于550微米。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的方法，其中，所述碱性溶液的浓度为0.1-5重量％ ；所述粉碎产物与碱性溶液的重量比为1-10:100。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述碱性溶液中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钡、氢氧化锰、氢氧化锌、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂和氨水中的一种或多种。
8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的方法，其中，以每克含纤维素原料的干重计，所述纤维素酶的用量为1-5重量％。
9.根据权利要求1 、2、4、5或7所述的方法，其中，所述水解的条件包括温度为35-45°C、pH值为4-5、时间为60-100小时。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含纤维素原料选自玉米秸杆、小麦秸杆、水稻秸杆、甘蔗秸杆、高梁秸杆、棉花秸杆、豆秸和水葫芦中的一种或多种。
【文档编号】C12P19/14GK103898180SQ201210581048
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】苏会波, 李凡, 彭超, 林鑫, 沈乃东, 林海龙, 刘文信, 刘劲松, 袁敬伟, 岳国君, 于天杨 申请人:中粮营养健康研究院有限公司, 中粮生化能源（肇东）有限公司, 中粮集团有限公司