一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法。本发明专利技术提供了一种提高纤维素酶对底物的水解效率的方法：对底物进行预处理。本发明专利技术还提供了一种以底物为原料生产还原糖的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理，然后采用纤维素酶进行水解。预处理为采用

【技术实现步骤摘要】
一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法
本专利技术属于生物
，具体涉及一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法，更具体涉及一种通过物理方式的预处理提高木质纤维素的酶水解效率的方法。
技术介绍
木质纤维素原料来源广泛，是储量丰富的可再生资源。近年来，利用木质纤维素制备燃料乙醇新能源备受国内外专家学者的关注。发展木质纤维素生产燃料乙醇的能源技术，对于降低成本和保护环境是一个“双赢”的模式，与当今世界的低碳环保主题一致，有利于人类社会的可持续发展。天然木质纤维素材料的结构与性质非常复杂，半纤维素通过氢键与纤维素相连，其侧链通过阿魏酸或醛酸与木质素相连，半纤维素与木质素将纤维素包裹起来，形成了难以被微生物所降解的聚合体。预处理过程就是促进木质纤维素的天然高分子结构分解成为易被微生物利用的结构。利用预处理方法可以破坏木质素、半纤维素对纤维素的包裹，去除木质素，降解半纤维素，改变纤维素的结晶结构，提高纤维素酶的可及度和木质纤维素的疏松性，从而形成易损结构，促进酶与底物的接触，提高后续酶解的效率和糖得率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法。本专利技术提供了一种提高纤维素酶对底物的水解效率的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还提供了一种对底物的预处理方法，为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还提供了一种以底物为原料生产还原糖的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还提供了一种以底物为原料生产还原糖的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理，然后采用纤维素酶进行水解；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。纤维素酶与预处理产物的配比可为2-3IU纤维素酶：1g预处理产物，具体可为2.4IU纤维素酶：1g预处理产物。采用纤维素酶进行水解的条件可为：50℃、150rpm振荡孵育6-36小时。所述方法中，在“对木质纤维素进行预处理”和“采用纤维素酶进行水解”之间可包括如下步骤：将预处的产物用水浸泡。所述浸泡具体可为：2℃浸泡24小时。以上任一所述采用12C6+离子束进行辐照处理，辐照剂量为300Gy-900Gy，具体可为300Gy-600Gy或600Gy-900Gy或550Gy-650Gy，更具体可为300Gy或600Gy或900Gy，优选为600Gy。以上任一所述采用12C6+离子束进行辐照处理，剂量率为70Gy/min。以上任一所述采用12C6+离子束进行辐照处理，辐照能量为80MeV。以上任一所述采用12C6+离子束进行辐照处理，，传能线密度为50keV/μm。本专利技术还保护一种用于制备还原糖的系统，包括12C6+离子束发生装置、底物和纤维素酶；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还保护一种用于制备还原糖的系统，包括12C6+离子束发生装置、底物和产纤维素酶的微生物；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还保护一种用于制备还原糖的系统，包括12C6+离子束发生装置、底物、产纤维素酶的微生物、种子培养基和发酵培养基；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。本专利技术还保护一种用于通过发酵产纤维素酶的微生物制备纤维素酶的培养基组合，包括种子培养基和发酵培养基。以上任一所述纤维素酶具体可为如下方法制备的纤维素酶：将产纤维素酶的微生物依次进行种子培养和发酵培养。所述种子培养采用的培养基为种子培养基。所述发酵培养采用的培养基为发酵培养基。所述种子培养的条件可为：30℃、200rpm振荡培养20h。所述发酵培养的条件可为：30℃、200rpm振荡培养240h。以上任一所述纤维素酶更具体可为如下方法制备的纤维素酶：(1)用生理盐水悬浮产纤维素酶的微生物，得到1×106cfu/ml的菌液；(2)将菌液接种至种子培养基(每1mL菌液配比25mL种子培养基)，30℃、200rpm振荡培养20h，得到种子液；(3)取种子液，接种至发酵培养基(每1mL种子液配比20mL发酵培养基)，30℃、200rpm振荡培养240h；(4)取整个培养体系，过滤并收集滤液；(5)取滤液，离心收集上清液。以上任一所述产纤维素酶的微生物具体可为绿色木霉突变株My。以上任一所述含有木质纤维素的生物材料为秸秆，例如高粱秸秆。以上任一所述种子培养基的原料包括：微晶纤维素、麸皮和玉米浆。每1000ml种子培养基中，微晶纤维素的加入量为10g-50g，麸皮的加入量为5g-20g，玉米浆的加入量为10g-30g。每1000ml种子培养基中，微晶纤维素的加入量为20g，麸皮的加入量为10g，玉米浆的加入量为17g。种子培养基的原料包括：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(NH4)2SO4、KH2PO4、尿素、MgSO4或其水合物、CaCl2、Tween80、FeSO4或其水合物、MnSO4或其水合物、ZnSO4或其水合物、CoCl2或其水合物。种子培养基的原料由如下物质组成：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(NH4)2SO4、KH2PO4、尿素、MgSO4或其水合物、CaCl2、Tween80、FeSO4或其水合物、MnSO4或其水合物、ZnSO4或其水合物、CoCl2或其水合物、水。种子培养基的原料包括：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(NH4)2SO4、KH2PO4、尿素、MgSO4·7H2O、CaCl2、Tween80、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O。种子培养基的原料由如下物质组成：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(NH4)2SO4、KH2PO4、尿素、MgSO4·7H2O、CaCl2、Tween80、FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O、ZnSO4·7H2O、CoCl2·6H2O、水。每1000ml种子培养基中，微晶纤维素的加入量为20g、麸皮的加入量为10g、玉米浆的加入量为17g、(NH4)2SO4的加入量为1.4g、KH2PO4的加入量为2g、尿素的加入量为0.3g、MgSO4·7H2O的加入量为0.3g、CaCl2的加入量为0.3g、Tween80的加入量为2mL、FeSO4·7H2O的加入量为0.005g、MnSO4·H2O的加入量为0.0016g、ZnSO4·7H2O的加入量为0.0014g、CoCl2·6H2O的加入量为0.002g。种子培养基的pH具体可为4.7-4.9。以上任一所述发酵培养基的原料包括：微晶纤维素、麸皮和玉米浆。每1000ml发酵培养基中，微晶纤维素的加入量为10g-50g，麸皮的加入量为5g-20g，玉米浆的加入量为10g-30g。每1000ml发酵培养基中，微晶纤维素的加入量为20g，麸皮的加入量为10g，玉米浆的加入量为17g。发酵培养基的原料包括：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(NH4)2SO4、KH2PO4、尿素、MgSO4或其水合物、CaCl2、Tween80。发酵培养基的原料由如下物质组成：微晶纤维素、麸皮、玉米浆、(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高纤维素酶对底物的水解效率的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。

【技术特征摘要】
1.一种提高纤维素酶对底物的水解效率的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。2.一种对底物的预处理方法，为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。3.一种以底物为原料生产还原糖的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。4.一种以底物为原料生产还原糖的方法，包括如下步骤：对底物进行预处理，然后采用纤维素酶进行水解；所述预处理为采用12C6+离子束进行辐照处理；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。5.一种用于制备还原糖的系统，包括12C6+离子束发生装置、底物和纤维素酶；所述底物为木质纤维素或含有木质纤维素的生物材料。6.一种用于制备还原糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙阳，许富强，王俊凯，李文建，肖国青，陈积红，董妙音，周翔，李荞荞，杨宁，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62