本发明专利技术属于木质纤维素原料预处理技术领域，具体公开了一种氯化铁与白腐菌联合预处理木质纤维素原料的方法。（1）、称取干燥木质纤维素原料，按固液比g/ml=1/20～1/10，添加浓度为0.1～0.5mol/L的三氯化铁溶液，混匀后，在100～108℃下处理15～30min；（2）、取经过步骤（1）三氯化铁处理后并洗至中性的木质纤维素原料，按照固液比g/ml=1/6～1/4加入蒸馏水，用无菌封口膜封口，121±5℃灭菌1h±30min，接种处于对数期的白腐菌，保持28±3℃条件下进行培养6～30天。本发明专利技术先用三氯化铁处理木质纤维素原料再用白腐菌处理，还原糖的含量及周期有了明显的提高，处理后的木质纤维素原料产氢能力更强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于木质纤维素原料预处理
，具体涉及一种氯化铁与白腐菌联合 预处理木质纤维素原料的方法。
技术介绍
随着石油、煤炭等不可再生资源大规模的开发利用，能源危机和环境问题正逐渐 成为制约各国发展的关键所在。随着我国综合国力的不断增强，对石油、天然气等不可再生 能源的需求必将越来越大，这无疑将会严重阻碍未来我国乃至全世界政治、经济以及文化 的发展。在化石燃料大规模利用的同时，全球的气候也正面临着严峻的考验，臭氧层空洞、 温室效应等问题日益突出。因此，从环保以及资源的可持续发展角度出发，开发新的可再生 能源，如风能、太阳能、核能以及生物能源，正逐渐受到世界各国的青睐。目前全球约有40 万种木质纤维素原料，其具有来源丰富、原料易得、价格便宜、可再生等优点。木质纤维素原 料主要包括纤维素、半纤维素和木质素三部分，其中纤维素可经纤维素酶水解生成葡萄糖， 并进一步发酵生产乳酸、乙醇等产品，半纤维素经半纤维素酶水解可生成半乳糖、阿拉伯 糖、麦芽糖等，进一步可以转化为木糖醇、有机酸等工业产品，另外，木质素还可以用来生产 草酸、抗凝血剂等，因此对木质纤维素原料进行综合利用，将能有效地缓解全球的经济危机 和环境问题。 木质纤维素原料中，主要含有纤维素、半纤维素和木质素，其中纤维素的无定形区 由半纤维素包围着，木质素则包围着结晶区。因此，要提高纤维素酶解还原糖得率，必须除 去半纤维素和木质素的包裹作用。预处理的主要目的在于提高纤维素酶对纤维素原料的可 及性，减少纤维素酶的无效吸附，降低结晶度，得到更高的还原糖等，因此，在木质纤维素被 利用之前，需要经过前期的预处理阶段，才能更好的发酵产糖。 木质纤维素原料转化为工业产品主要存在以下两个问题：一是木质纤维素致密的 空间结构和纤维素自身的结晶结构严重阻碍着纤维素酶的高效吸附；二是纤维素酶的酶 解还原糖得率较低，且价格较贵，不利于工业化应用。现阶段，木质纤维素原料转化乳酸等 产品的首要问题是可溶性发酵糖产率低和工艺成本过高，而其中水解糖化过程中原料的预 处理是一重要步骤，所以高效低能耗的预处理工艺是木质纤维素原料大规模生产利用的关 键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。 为达上述目的，本专利技术采取的技术方案为： ，步骤如下： (1) 、称取干燥木质纤维素原料，按固液比g/mL=l/20~1/10,添加浓度为0. 1~0. 5 mol/L的三氯化铁溶液，混匀后，在100~108°C下处理15~30min ; (2) 、取经过步骤（1)三氯化铁处理后并洗至中性、干燥的木质纤维素原料，按照固液比 g/ml=l/6~1/4加入蒸馏水，用无菌封口膜封口，121±5°C灭菌lh±30min，每kg混合液接 种0. 2~0. 3g处于对数期的白腐菌，保持28 ±3°C条件下进行培养6~30天。 上述步骤优选如下： (1) 、称取干燥木质纤维素原料，按固液比g/mL=l/20,添加浓度为0. 5 mol/L的三氯化 铁溶液，混匀后，在100~108°C下处理30min ; (2) 、取经过步骤（1)三氯化铁处理后并洗至中性、干燥的木质纤维素原料，按照固液比 g/ml=l/5加入蒸馏水，用无菌封口膜封口，121°C灭菌lh，每kg混合液接种0. 25g处于对数 期的白腐菌，保持28°C条件下进行培养12天。 进一步优选，所述木质纤维素原料为玉米秸杆，所述白腐菌为黄孢原毛平革菌。 本专利技术先用三氯化铁处理木质纤维素原料再用白腐菌处理，还原糖的含量及周期 有了明显的提高，处理后的木质纤维素原料产氢能力更强。【附图说明】 图1为三氯化铁溶液处理前后原料的扫描电镜图。 图2为白腐菌处理40目玉米秸杆对还原糖含量的影响。 图3为白腐菌处理三氯化铁处理后40目玉米秸杆对还原糖含量的影响。 图4为白腐菌处理40目和经三氯化铁处理过40目玉米秸杆还原糖对比。【具体实施方式】 ，步骤如下： 第一步，氯化铁处理： 1实验与材料 1. 1原料 玉米秸杆采自河南农业大学机电工程学院实验园，自然风干下经粉碎机粉碎，经研宄 分析，过40目标准筛，75°C烘干至恒重。 1.2实验过程 称取一定量的干燥秸杆，分别按固液比（g/mL)为1/10、1/20,添加浓度（mol/L)为0. 1、 0. 2、0. 3、0. 4、0. 5的三氯化铁溶液，振荡均匀后，置于高压灭菌箱中，设置温度（°C )范围为 100~108,反应时间分别为15min和30min。实验方案如表1所示。I. 3玉米秸杆中纤维素、木质素、半纤维素含量测定 采用改良王玉万法，测定流程如下： ① 将约Ig样品置于300ml碘量瓶中，加入100mL中性洗涤剂3% (质量）十二烷基硫酸 钠水溶液，之后放入已沸的高压蒸汽釜中，保温Ih取出，用3号砂芯漏斗过滤，残渣用水、丙 酮洗，得残渣1 ; ② 将残渣1于60°C烘干72h，称重、计Wl ; ③ 将②处理后的残渣1置于300ml碘量瓶中，加入100ml 2M HCL溶液，然后放入已沸 的高压蒸汽釜中，l〇〇°C保温50min，之后用3号砂芯漏斗过滤，水洗残渣至pH6. 5-7. 0,得残 渣2 ; ④ 将残渣2于60°C烘干72h，称重，计W2 ; ⑤ 将④处理后的残渣2用丙酮洗2次，60°C干燥，然后置300ml碘量瓶中，加入IOml 72%(质量）H2S04,20°C水解3h，然后加水90ml，室温过夜（12-24h)，次日用已称重的3号砂 芯漏斗过滤，水洗残渣至pH=6. 5,得残渣3 ; ⑥ 将残渣3于60°C烘干72h，称重，计W3 ; ⑦将⑥处理后的残渣3于550°C灰化，称重，计M ; 半纤维素（％)= (Wl-W2)/样品重*100% ; 纤维素（％) = (W2-W3) /样品重*100% ; 木质素（％) = (W3-W4) /样品重*100% ; 降解率（Rate of degradation，DR，％)=(接种培养前某种成分的含量一接种培养后某 种成分的含量）/接种培养前某种成分的含量*100% ; 以上同组实验分别做三次，取平均值，所测得的玉米秸杆中纤维素、木质素、半纤维素 含量如表2所示(其中将未处理的玉米秸杆所测得的三素含量作为0组对照)。 在所测得21组实验中，经比较纤维素、木质素、半纤维素的含量，20组经过三氯化 铁溶液加热处理过的玉米秸杆纤维素、木质素含量有明显的提高，而半纤维素的含量下降， 发现第20组处理过的纤维素、木质素、半纤维素的含量变化最明显，其中纤维素的含量较 未处理的原料增加了 52. 78%，半纤维素减少了 6.98%。 三氯化铁溶液处理前后原料的扫描电镜图见图I，a -原料，b_三氯化铁溶液处理 后；从图中可以看出，原料经过三氯化铁溶液处理前后，玉米秸杆的形态发生了明显变化， 处理前玉米秸杆的表面结构平整光滑有序，经过处理后表明结构得到明显的破坏。 2分析讨论： 玉米秸杆经三氯化铁溶液预处理后，物料中各组分含量变化较大，分析原因主要是因 为在金属离子的作用下，半纤维素变的松散，内部结构遭到严重破坏，易于被分离开来，故 造成了半纤维素含量的减少；同时由于玉米秸杆细胞结构的破坏，使细胞内的物质更多地 被溶解出来，故而使可溶性物质含量降本文档来自技高网...
【技术保护点】
氯化铁与白腐菌联合预处理木质纤维素原料的方法，其特征在于步骤如下：（1）、称取干燥木质纤维素原料，按固液比g/mL=1/20～1/10，添加浓度为0.1～0.5 mol/L的三氯化铁溶液，混匀后，在100～108℃下处理15～30min；（2）、取经过步骤（1）三氯化铁处理后并洗至中性、干燥的木质纤维素原料，按照固液比g/ml=1/6～1/4加入蒸馏水，用无菌封口膜封口，121±5℃灭菌1h±30min，每kg混合液接种0.2～0.3g处于对数期的白腐菌，保持28±3℃条件下进行培养6～30天。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘圣勇，张全国，向广帅，郭前辉，李刚，黄黎，青春耀，陶红歌，王喜云，孙建忠，王鹏晓，翟万里，管泽运，夏许宁，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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