本发明属于微生物发酵，具体涉及一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法。
背景技术：
1、d-阿洛酮糖是自然界存在极少的稀有糖，其口感干净、甜美，非常接近蔗糖，热量却仅有蔗糖的0.3％，对肥胖以及糖尿病患者是一种理想的蔗糖替代品，近年来d-阿洛酮糖由于可以作为蔗糖的安全替代品在食品领域受到了广泛关注。目前，阿洛酮糖的生产方式主要是以果糖为原料，通过阿洛酮糖异构酶催化获得。但由于果糖价格昂贵，因而导致阿洛酮糖的价格居高不下，严重限制了阿洛酮糖的大规模应用。因此，为阿洛酮糖的生产寻找一种来源广泛、供应稳定且成本低廉的原材料势在必行。
2、木质纤维素类生物质是地球上最丰富的生物质资源，具有来源广泛、成本低廉等优势。木质纤维素中含有丰富的纤维素(30％～50％)，纤维素经糖化后可转化为葡萄糖，葡萄糖在葡萄糖异构酶和阿洛酮糖异构酶的作用下可转变为阿洛酮糖，这不仅为阿洛酮糖的生产提供了一种稳定、廉价的原材料，更为木质纤维素的高附加值利用提供了一种新的思路，具有显著的经济、生态和社会效益。
3、然而，木质纤维素中除纤维素外，还含有大量的半纤维素(25％～35％)，这些半纤维素一方面和纤维素紧密缠绕，限制纤维素酶和纤维素的接触，弱化纤维素的糖化效率，另外半纤维素的降解产物如木糖、甘露糖等在葡萄糖异构酶的作用下会被部分转化为木酮糖等副产物，这些副产物的存在会大大增加后续阿洛酮糖的分离纯化难度，因此，半纤维素的存在是制约纤维素生产高纯度阿洛酮糖的关键瓶颈之一，使得目前鲜有利用木质纤维素为原料制备阿洛酮糖的相关报道。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，克服木质纤维素中半纤维素对纤维素生化转化制备阿洛酮糖的负面影响。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
3、本发明的第一个方面，公开了一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，步骤如下：
4、1)将木质纤维素与无机盐水溶液混合进行脱半纤维素反应，分离，得到富含纤维素的固体；
5、2)以步骤1)得到的富含纤维素的固体作为反应底物进行酶水解反应，得到富含葡萄糖的上清液；以富含葡萄糖的上清液作为反应底物进行酶催化反应，分离，得到阿洛酮糖；其中，酶催化反应用到的酶液为葡萄糖异构酶、阿洛酮糖异构酶和酶激活剂。
6、优选地，步骤1)中，所述木质纤维素为农作物秸秆、能源草或林业废弃物。
7、优选地，步骤1)中，所述无机盐为氯化铁、氯化铝、氯化氨、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸铵、氯化锌和氯化镁中的一种或多种。
8、优选地，步骤1)中，所述无机盐水溶液的浓度为0.1w/v％～10w/v％，其中，w为无机盐质量，v为溶液体积。
9、优选地，步骤1)中，木质纤维素与无机盐水溶液的料液比为1:(2～10)。
10、优选地，步骤1)中，脱半纤维素反应的条件为：反应温度为110～200℃，反应时间为30～300min。
11、优选地，步骤2)中，酶水解反应过程中，用到的酶液包括纤维素酶和酶激活剂，所述酶激活剂为吐温、聚乙二醇和牛血清蛋白中的一种或多种。
12、进一步优选地，纤维素酶的用量为10～30fpu/g木质纤维素，酶激活剂的用量为50～200mg/g木质纤维素。
13、优选地，步骤2)中，酶激活剂为氯化钴、氯化镁、氯化锌和硫酸镍中的一种或多种。
14、优选地，步骤2)的酶水解反应中，酶解体系的ph值为5.0，温度为45～55℃，反应的底物浓度为10～30w/v％，其中，w为底物质量，v为溶液体积。
15、优选地，步骤2)中，葡萄糖异构酶的用量为10～100u/g葡萄糖，阿洛酮糖异构酶的用量为0.05～2mg蛋白/g葡萄糖。
16、优选地，步骤2)的酶催化反应中，酶解体系的ph值为6.5～7.5，温度为65～75℃，底物浓度为10w/v％～80w/v％，其中，w为底物质量，v为溶液体积。
17、优选地，步骤2)中，酶催化反应结束后，对反应液进行纳滤处理后，经过离子型树脂分离。
18、进一步优选地，所述离子型树脂为mck-35钙离子型树脂。
19、进一步优选地，经过mck-35钙离子型树脂分离后，收集100min～180min流出的糖液，得到阿洛酮糖。
20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21、本发明提供的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，采用半纤维素优先移除的策略，利用木质纤维素与无机盐水溶液混合进行脱半纤维素反应的预水解技术，将木质纤维素中半纤维素充分移除。该策略一方面可使木质纤维素中更多的纤维素暴露出来，增加纤维素酶和纤维素的可及性，提高纤维素的酶解效率，另一方面可避免半纤维素降解产物(如木糖、甘露糖等)对后续阿洛酮糖分离纯化的影响，降低阿洛酮糖分离纯化难度。该工艺流程简单易于操作，制得的阿洛酮糖的纯度能够达到99.5％，能够为利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖提供切实可行的技术方案。
1.一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤1)中，所述木质纤维素为农作物秸秆、能源草或林业废弃物。
3.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤1)中，所述无机盐为氯化铁、氯化铝、氯化氨、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸铵、氯化锌和氯化镁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤1)中，所述无机盐水溶液的浓度为0.1w/v％～10w/v％，其中，w为无机盐质量，v为溶液体积。
5.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤1)中，木质纤维素与无机盐水溶液的料液比为1:(2～10)。
6.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤1)中，脱半纤维素反应的条件为：反应温度为110～200℃，反应时间为30～300min。
7.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤2)中，酶水解反应过程中，用到的酶液包括纤维素酶和酶激活剂，所述酶激活剂为吐温、聚乙二醇和牛血清蛋白中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤2)中，酶激活剂为氯化钴、氯化镁、氯化锌和硫酸镍中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤2)中，葡萄糖异构酶的用量为10～100u/g葡萄糖，阿洛酮糖异构酶的用量为0.05～2mg蛋白/g葡萄糖。
10.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生产高纯度阿洛酮糖的方法，其特征在于，步骤2)中，酶催化反应结束后，对反应液进行纳滤处理后，经过离子型树脂分离。