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一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法

阅读:1037发布:2021-01-03

IPRDB可以提供一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法,具体步骤如下:(1)以胆碱、氨基酸离子液体的水溶液为预处理溶剂,在氮气保护下,混合木质纤维素和预处理溶剂,于50~120°C下搅拌,随后冷却至室温,过滤、洗涤滤渣,干燥后获得预处理后的木质纤维素;(2)称取预处理后的木质纤维素,加入柠檬酸盐缓冲液,再加入纤维素酶,在150~250r/min,40~60°C下反应3~12h后,获得以葡萄糖和木糖为主要成分的糖液。本预处理工艺不仅能有效增强木质纤维素的酶解效率,提高了可发酵的还原糖收率,而且还具有环境友好、可再生、粘度低、易操作、成本低、能耗低等优点。,下面是一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法专利的具体信息内容。

1.一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以[胆碱][氨基酸]离子液体的水溶液为预处理溶剂,在氮气保护下,按照木质纤维素与预处理溶剂质量比为1:5~1:25混合木质纤维素和预处理溶剂,于50~120°C下搅拌

0.5~24小时,随后冷却至室温,过滤、洗涤滤渣,干燥后获得预处理后的木质纤维素;

(2)称取预处理后的木质纤维素,按照固液比为1~6mg/mL加入柠檬酸盐缓冲液,再按照5~30U/mg预处理后木质纤维素的比例加入纤维素酶,在150~250r/min,40~60°C下反应

3~12h后,获得以葡萄糖和木糖为主要成分的糖液。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述的[胆碱][氨基酸]离子液体是以胆碱为阳离子、天然氨基酸为阴离子的离子液体。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述的天然氨基酸为L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-脯氨酸、L-色氨酸、L-天冬氨酸、L-天冬酰胺、L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-赖氨酸、L-精氨酸和L-组氨酸中的一种。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述的[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液中离子液体的含量为5~95wt%。

5.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:步骤(1)中当[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液中离子液体的含量≥50wt%时,在过滤之前加入去离子水进行稀释。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述去离子水的体积为预处理溶剂体积的1~3倍。

7.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:所述的木质纤维素为水稻秸秆、玉米秸秆、玉米芯、小麦秸秆和甘蔗渣中的一种。

8.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述的柠檬酸盐缓冲液的浓度为50mmol/L,pH为4.8。

9.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述的纤维素酶采用来源于里氏木霉(Trichoderma reesei)的纤维素酶。

说明书全文

一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法

技术领域

[0001] 本发明属于木质纤维素利用及化学工业应用领域,具体涉及一种利用[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液预处理增强木质纤维素酶解的方法。

背景技术

[0002] 随着近年来石油资源的日益匮乏、燃油价格的不断上涨及能源危机的爆发,生物质等可再生资源的开发和利用逐渐受到重视。与化石资源相比,生物质资源有诸多优势:其年产量巨大,且以生物质为原料生产燃料和化工原料还可有效降低CO2的排放和环境污染。木质纤维素作为地球上分布最广和含量最丰富的可再生生物质资源而备受人们的关注。木质纤维素主要由木质素、纤维素及半纤维素组成。纤维素及半纤维素经酶解所得的还原糖如葡萄糖、木糖等可用于发酵生产生物燃料(如燃料乙醇及用于制备生物柴油的油脂等)和各种平台化合物。然而,由于木质纤维素结构复杂,纤维素不仅被半纤维素和木质素包裹,且其分子内及分子间存在大量氢键,致使其高度结晶化,故难以直接利用化学法或生物法将其高效转化为可用的能源或平台化合物,这严重阻碍了木质纤维素的开发利用。因此,通常需要对木质纤维素进行预处理,除去部分木质素、破坏其三维结构,从而增加反应位点、提高多糖水解率。
[0003] 离子液体由于具有超强的溶解能力及可设计性,近年来已被成功用于木质纤维素原料的预处理(Biotechnol Bioeng,2011,108,1229)。但目前用于木质纤维素预处理的离子液体主要是传统的咪唑类和嘧啶类离子液体(CN102154412)。这类离子液体的毒性较强、生物可降解性差,环境不友好(Chem Soc Rev,2011,40,1383);此外,这类离子液体源于化石资源,具有不可再生性。并且这类离子液体预处理工艺通常对水分的耐水性差,微量水分的存在即会极大地降低这类离子液体对纤维素的溶解度及其预处理效率(J Am Chem Soc,2002,124,4974;Green Chem,2010,12,1967),故通常需要对离子液体及待预处理的木质纤维素原料进行干燥,导致能耗高。本课题组以可再生的胆碱及氨基酸为原料,通过简单的酸碱中和反应制得一类以胆碱为阳离子、氨基酸为阴离子的新型离子液体([胆碱][氨基酸]离子液体),具有低毒、绿色环保、可再生、可生物降解等特点,符合绿色化学发展策略(Green Chem,2012,14,304)。业已证明,这些离子液体是一类高效的木质纤维素预处理溶剂(Biotechnol Bioeng,2012,109,2484;专利201210004741.8)。
[0004] 然而,离子液体的粘度远高于常规的分子型溶剂,故导致在预处理过程中,搅拌、过滤、离心等操作异常困难。此外,半纤维素是一种酸、碱、热敏感的聚合物,预处理过程中易损失,降低还原糖收率。同时,利用纯离子液体作为预处理溶剂,需要对离子液体及待预处理的木质纤维素原料进行干燥,导致能耗过高,从而显著降低预处理工艺的经济可行性,故迫切需要开发高度耐受水分的离子液体预处理工艺。目前,离子液体价格仍较高,大量使用这类溶剂预处理木质纤维素还存在成本相对较高的问题。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种利用[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液预处理增强木质纤维素酶解,提高可发酵的还原糖(葡萄糖及木糖)收率的方法。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0007] 一种利用可再生离子液体水溶液预处理木质纤维素的方法,具体步骤如下:
[0008] (1)以[胆碱][氨基酸]离子液体的水溶液为预处理溶剂,在氮气保护下,按照木质纤维素与预处理溶剂质量比为1:5~1:25混合木质纤维素和预处理溶剂,于50~120°C下搅拌0.5~24小时,随后冷却至室温,过滤、洗涤滤渣,干燥后获得预处理后的木质纤维素;
[0009] (2)称取预处理后的木质纤维素,按照固液比为1~6mg/mL加入柠檬酸盐缓冲液,再按照5~30U/mg预处理后木质纤维素的比例加入纤维素酶,在150~250r/min,40~60°C下反应3~12h后,获得以葡萄糖和木糖为主要成分的糖液。
[0010] 优选地,步骤(1)中所述的[胆碱][氨基酸]离子液体是以胆碱为阳离子、天然氨基酸为阴离子的离子液体,其结构如下:
[0011]
[0012] 优选地,所述的天然氨基酸为L-甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-脯氨酸、L-色氨酸、L-天冬氨酸、L-天冬酰胺、L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-赖氨酸、L-精氨酸和L-组氨酸中的一种。
[0013] 优选地,步骤(1)中所述的[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液中离子液体的含量为5~95wt%。
[0014] 优选地,步骤(1)中当[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液中离子液体的含量≥50wt%时,在过滤之前加入去离子水进行稀释。
[0015] 优选地,所述去离子水的体积为预处理溶剂体积的1~3倍。
[0016] 优选地,所述的木质纤维素为水稻秸秆、玉米秸秆、玉米芯、小麦秸秆和甘蔗渣中的一种。
[0017] 优选地,步骤(2)中所述的柠檬酸盐缓冲液的浓度为50mmol/L,pH为4.8。
[0018] 优选地,步骤(2)中所述的纤维素酶采用来源于里氏木霉(Trichoderma reesei)的商品化纤维素酶。
[0019] 本发明与现有的技术相比,具有如下的优点:
[0020] 1)本发明所用的[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液具有低毒、绿色环保、可再生、可生物降解等特点,故以该溶剂为木质纤维素的预处理溶剂,预处理工艺环境友好、符合绿色化学发展策略。
[0021] 2)本发明所用的预处理溶剂中含有大量的水分,故本预处理工艺具有超强的耐水性,故在预处理前,无需对离子液体及木质纤维素进行干燥,简化了工艺过程,并极大地降低了能耗。
[0022] 3)本发明在价格相对较高、粘度较大的离子液体中加入一定量的、廉价、低粘度的水,不仅能有效降低体系粘度,方便操作,而且将极大地减少离子液体的用量,从而降低成本。同时,加入一定量的水能有效调节离子液体的预处理强度(离子液体碱性),减低半纤维素的损失,提高还原糖收率。
[0023] 4)本发明利用[胆碱][氨基酸]离子液体水溶液作为木质纤维素预处理溶剂,显著增强了木质纤维素的酶解,提高了可发酵的还原糖(葡萄糖及木糖)收率。

附图说明

[0024] 图1为实施例1预处理后的原料酶解12h后的液相色谱图(葡萄糖及木糖保留时间分别为12.0及12.9min)。

具体实施方式

[0025] 通过实施例进一步说明本发明,但不仅限于实施例,以下实施例所用的[胆碱][氨基酸]中的氨基酸均为L型。
[0026] 实施例1
[0027] 50wt%[胆碱][甘氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0028] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][甘氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%;离子液体根据文献[Green Chem,2012,14,304]所述方法合成),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0029] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶(购于Sigma-Aldrich中国分公司),密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度(色谱图见附图1)。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量及文献(Biotechnol Bioeng,2012,109:2484)中的相关公式,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为82%和49%。
[0030] 实施例2
[0031] 50wt%[胆碱][色氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0032] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][色氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入2倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0033] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为81%和45%。
[0034] 实施例3
[0035] 50wt%[胆碱][苯丙氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0036] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][苯丙氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0037] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为82%和48%。
[0038] 实施例4
[0039] 50wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0040] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0041] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为86%和48%。
[0042] 实施例5
[0043] 5wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0044] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量5wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,过滤,再用3倍预处理溶剂体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0045] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为82%和48%。
[0046] 实施例6
[0047] 20wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0048] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为20wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于60°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,过滤,再用3倍预处理溶剂体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0049] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为82%和50%。
[0050] 实施例7
[0051] 20wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理水稻秸秆
[0052] a)预处理:精确称量150mg水稻秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为20wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌1小时;随后冷却至室温,过滤,再用3倍预处理溶剂体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0053] b)酶解:精确称量上述预处理后的水稻秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为81%和48%。
[0054] 实施例8
[0055] 80wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理甘蔗渣
[0056] a)预处理:精确称量400mg甘蔗渣和8g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为80wt%),共同置于50mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌6小时;随后冷却至室温,加入2倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0057] b)酶解:精确称量上述预处理后的甘蔗渣20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前甘蔗渣中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为84%和56%。
[0058] 实施例9
[0059] 20wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理甘蔗渣
[0060] a)预处理:精确称量1.2g甘蔗渣和12g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为20wt%),共同置于50mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌6小时;随后冷却至室温,过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0061] b)酶解:精确称量上述预处理后的甘蔗渣20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前甘蔗渣中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为74%和54%。
[0062] 实施例10
[0063] 50wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理甘蔗渣
[0064] a)预处理:精确称量2.5g甘蔗渣和50g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于125mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌6小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0065] b)酶解:精确称量上述预处理后的甘蔗渣20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前甘蔗渣中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为80%和84%。
[0066] 实施例11
[0067] 50wt%[胆碱][甘氨酸]水溶液预处理玉米秸秆
[0068] a)预处理:精确称量150mg玉米秸秆粉末(150~350μm)和3g[胆碱][甘氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0069] b)酶解:精确称量上述预处理后的玉米秸秆20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于
200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前玉米秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为80%和50%。
[0070] 实施例12
[0071] 50wt%[胆碱][赖氨酸]水溶液预处理玉米芯
[0072] a)预处理:精确称量150mg玉米芯粉末(150~350μm)和3g[胆碱][赖氨酸]离子液体水溶液(离子液体含量为50wt%),共同置于15mL三角瓶中,在氮气保护下,于80°C下搅拌12小时;随后冷却至室温,加入1倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0073] b)酶解:精确称量上述预处理后的玉米芯20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前玉米芯中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为83%和56%。
[0074] 对比实施例1
[0075] 未经预处理的水稻秸秆酶解
[0076] 精确称量20mg未经预处理的水稻秸秆(150~350μm),置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和245U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为20%和7%。
[0077] 对比实施例2
[0078] 未经预处理的甘蔗渣酶解
[0079] 精确称量20mg未经预处理的甘蔗渣,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;
离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据甘蔗渣中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为26%和6%。
[0080] 对比实施例3
[0081] [胆碱][赖氨酸]离子液体预处理甘蔗渣
[0082] a)预处理:精确称量400mg干燥的甘蔗渣和8g[胆碱][赖氨酸]离子液体(水含量低于1%),共同置于50mL三角瓶中,在氮气保护下,于90°C下搅拌6小时;随后冷却至室温,加入3倍预处理溶剂体积的去离子水稀释、过滤,再用3倍预处理溶剂体积的去离子水洗涤滤渣5次,滤渣经干燥后即得到预处理后的水稻秸秆。
[0083] b)酶解:精确称量上述预处理后的甘蔗渣20mg,置于50mL的三角瓶中,加入7mL柠檬酸盐缓冲液(50mmol/L,pH4.8)和122.5U来源于里氏木霉的纤维素酶,密封后置于200r/min、50°C的恒温振荡器中反应。12h后,取样200μL,于100°C下处理5分钟以淬灭酶反应;离心(10000g)后,利用高效液相色谱测定葡萄糖及木糖浓度。根据预处理前水稻秸秆中葡萄糖及木糖的理论产量,计算得到最终的葡萄糖和木糖收率分别为82%和48%。
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