CN101580860B - 一种酶法水解纤维素物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酶法水解纤维素物质的方法，首先制备纤维素物质悬浮液并消毒，然后与除菌的纤维素酶及纤维素酶助剂混合在水解条件下进行水解反应，水解产物分离为固相和液相，固相洗涤后进一步处理利用，液相进行超滤处理，超滤处理的滤出物为水解糖溶液进一步浓缩，超滤处理的截留物含有纤维素酶，循环用于水解过程。本发明方法克服了现有酸水解条件苛刻，糖回收率低的缺点，以及酶法水解过程中染菌对糖的消耗和酶的成本过高等问题。本发明方法可以用于以纤维素物质为原料制备乙醇的工艺过程。

Description

一种酶法水解纤维素物质的方法

技术领域

本发明涉及一种纤维素物质的水解方法，特别是一种连续酶法水解纤维素物质生成可发酵糖的新工艺方法。

背景技术

纤维素物质水解是以农林废弃物为原料生产燃料乙醇的重要步骤，传统的纤维素物质水解方法采用酸水解，可分为稀酸水解法和浓酸水解法。稀酸水解法是1856年由法国人梅尔森斯首先提出来的，1898年德国采用该法以木材为原料制取乙醇，实现了工业化，这是生物质水解的最古老工艺。酸水解如果仅一步完成，水解过程中生成的单糖容易被转化成别的化学物质，例如糠醛，这样不仅会降低糖产率，生成的糠醛和其它副产物还会抑制后续的发酵反应。因此酸水解通常分两步进行，第一步的操作条件较温和(例如，0.7％的硫酸为催化剂，反应温度190℃)，主要作用是水解半纤维素生成五碳糖；然后剩下的固体残渣(主要含纤维素)进入第二步酸水解，这一步操作条件相对较苛刻(例如，0.4％的硫酸为催化剂，反应温度215℃)，主要作用是水解纤维素糖生成六碳糖。两个阶段的反应时间都为3分钟。经过两步法酸水解，葡萄糖的产率为50％(参见网页：www.ott.doe.gov/biofuels/)。CN1432574A也公开了一种利用稀酸水解制备还原性单糖的方法，它以生物质为原料，以稀酸为催化剂，在100-200℃的温度范围内水解，水解液在反应器中停留时间为5-40分钟。按照水解顺序和浓度将水解液分为三部分，分别作为水解产品和参与下一批水解的酸液。通过水解液的部分循环使用，可以提高水解液中糖的浓度，使其从4％提高到6％，并且减少了酸的用量。

纤维素物质水解的另一种方法为以纤维素酶为催化剂的水解方法(参见网页：www.ott.doe.gov/biofuels/)。利用纤维素酶水解具有如下优点：1)操作条件温和(pH 4.8，温度45～50℃)；2)产率高；3)与酸和碱水解相比，设备成本及操作费用低(无腐蚀问题)。但纤维素酶必须到达分子内部才能降解生物质，所以在工业生产中，生物质需要预处理，破坏纤维素的微晶结构，增加原料的孔隙率，从而增大酶接触的表面积，提高酶解速率与效率。纤维素酶水解纤维素一般经历3个步骤：1)吸附在纤维素表面；2)纤维素水解成可发酵的糖；3)纤维素酶的解吸。水解过程中纤维素酶的活性会降低，主要是由于纤维素对纤维素酶的不可逆吸附造成的。在纤维素酶水解过程中添加表面活性剂能够改变纤维素的表面特性，减少纤维素对维素酶的不可逆吸附。纤维素酶水解中使用的表面活性剂包括非离子活性剂Tween 20、Tween 80(Wu J，Ju LK.Enhancingenzymatic saccharification of waste newsprint by surfactant addition.BiotechnolProg，1998，14：649-652)、聚乙二醇(Park J W，Takahata Y，Kajiuchi T，et al.Effectsof nonionic surfactant on enzymatic hydrolysis of used newspaper.BiotechnolBioeng，1992，39：117-120)、Tween 81，两性表面活性剂Anhitole 20BS，以及阳离子表面活性剂Q-86W、槐糖脂、鼠李糖脂及杆菌肽(Helle S S，Duff S J B，Cooper D G.Effect of surfactant on cellulose hydrolysis.Biotechnol Bioeng，1993，42：611-617)。非离子表面活性剂更加适合用来促进纤维素的水解。使用Tween80可使新闻纸的酶法水解速度提高33％。Wu等研究了普卢兰尼克F68与F88、Tween 20与Tween 80对新闻纸酶法水解影响，在无表面活性剂的情况下用10g/L纤维素酶能使纤维素的转化率为48％，而加入2％(W/V)F68，仅用2g/L纤维素酶就可使纤维素的转化率达52％(Gregg D J，Saddler J N.Factors affecting cellulose hydrolysis and the potential of enzyme recycle to enhancethe efficiency of an intergrated wood to ethanol process[J].Biotechnol Bioeng，1996，51：375-383)。

CN1806945A提供了一种秸秆预处理和酶解工艺使秸秆纤维素完全酶解的方法。该方法中秸秆首先经过汽爆处理，然后用热水洗涤，除去半纤维素多糖，干燥后与离子液体混合，微波加热或直接加热，然后将处理后的秸秆用水反复冲洗，洗涤液中的溶剂可以通过蒸馏等方法回收。冲洗干挣的处理秸秆在50℃下，pH 4.8的缓冲液中用纤维素酶解48-72h，纤维素的酶解率可达到100％。

采用纤维素酶为催化剂的纤维素物质水解过程中，存在纤维素酶成本高，水解糖存在一定消耗等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种酶法水解纤维素物质的方法，克服现有酸水解条件苛刻，糖回收率低的缺点，以及酶法水解过程中染菌对糖的消耗和酶的成本过高等问题。

采用纤维素酶为催化剂的纤维素物质水解过程中，纤维素酶的消耗量较大，造成生产成本提高。而通过大量研究发现，虽然纤维素酶属于生物质催化剂，易于变性失去催化性能，但在纤维素酶水解过程中，从水解反应后产物中分离出来的纤维素酶仍具有理想的活性，循环使用的纤维素酶的性能完全可以满足水解反应的要求，因此可以减少补充的纤维素酶量。同时在水解过程中加入纤维素酶助剂，能够提高酶的使用效率，降低了酶的使用成本。另外，通过研究发现，以纤维素酶为催化剂的纤维素物质水解过程中，水解糖收率不能有效提高的一个因素是由于水解条件温和，水解时间较长，生产过程中带入的少量染菌会在水解过程中大量繁殖，使水解产物发生一定的消耗，减少了目的产品的收率，同时增加了副产物量，增加了产品分离负担。针对以上研究，本发明提出如下技术方案。

本发明酶法水解纤维素物质的方法包括如下过程：

(1)制备纤维素物质悬浮液并消毒；

(2)消毒后的纤维素物质悬浮液与除菌的纤维素酶及纤维素酶助剂混合在水解条件下进行水解反应；

(3)纤维素物质水解产物分离为固相和液相，固相洗涤后进一步处理利用，液相进行超滤处理，超滤处理的滤出物为水解糖溶液进一步浓缩，超滤处理的截留物含有纤维素酶，循环用于水解过程；

(4)步骤(3)中的固相洗涤后的洗涤液以及水解糖溶液浓缩时得到的低糖溶液循环用于纤维素物质悬浮液制备过程。

本发明酶法水解纤维素物质方法中，步骤(1)中所述纤维素物质包括一切含有纤维素的物质，例如木材，农作物秸秆，以及一切其他农林固体废弃物等。这些纤维素物质在制备纤维素物质悬浮液前，需进行适宜的预处理，预处理的方法可以是一切能够破坏纤维素物质晶体结构，提高酶解效率的物理化学处理过程，例如，稀酸预处理，蒸爆预处理，以及碱法预处理等。本发明中优选蒸爆和稀酸法预处理过程。步骤(1)中所述的消毒可以采用本领域常规方法，如高温蒸汽灭菌。

本发明方法中，步骤(2)所述的水解条件为本领域常规条件，如pH3～6，温度30～60℃，水解停留时间为12～120小时。纤维素酶可以是一切能够降解纤维素的商用酶，水解过程中纤维素酶浓度为5～20IU/g纤维素物质。水解过程中可以加入适当的添加物质，如表面活性剂等。步骤(2)中所述的纤维素酶除菌采用一切能够截留微生物细胞，而不截留酶蛋白分子(纤维素酶)的设备.本发明中优选微滤膜。

步骤(2)中的纤维素酶助剂包括纤维素酶激活剂和防腐剂，还可以包括纤维素酶解吸剂。纤维素酶激活剂包括Na⁺，Mg²⁺，K⁺，Ca²⁺，Zn²⁺，Mn²⁺，Fe³⁺和NH₄ ⁺，在纤维素酶反应体系中的含量为2～30μg/g。防腐剂包括苯甲酸根离子，在纤维素酶反应体系中的含量为0.2～1μg/g。纤维素酶解吸剂包括非离子表面活性剂，如Tween系列非离子表面活性剂，如Tween80、Tween20、Tween60、Tween40等，在纤维素酶反应体系中的含量为0.5～8μg/g。纤维素酶激活剂中各种离子在纤维素酶反应体系中优选如下含量：Na⁺为0.5～5μg/g，Mg²⁺为0.1～2μg/g，K⁺为0.3～2μg/g，Ca²⁺为0.5～8μg/g，Zn²⁺为1～4μg/g，Mn²⁺为0.1～3μg/g，Fe³⁺为0.1～5μg/g，NH₄ ⁺为0.2～3μg/g。

本发明方法中，步骤(3)所述的液相进行超滤处理采用一切能够截留蛋白质分子(纤维素酶)，而不截留单糖分子的设备，本发明中优选超滤膜。超滤处理的滤出物水解糖溶液进一步浓缩，浓缩可以采用反渗透膜设备。超滤处理的截留物含有纤维素酶，可以直接循环至水解步骤，也可以循环回步骤(1)的纤维素物质悬浮液消毒步骤，或循环至步骤(2)的纤维素酶除菌步骤。

本发明方法中，各步骤设备采用密封式设备，以管道连通，可以进行蒸汽来菌，降低染菌对水生产过程的影响。

本发明纤维素物质酶法水解工艺过程具有如下特点，①简单易行，能够连续运行，保证了工艺操作的连续性；②密封灭菌和各物料的除菌及灭菌处理，保证生产过程在无菌状态下运行，避免了水解糖的消耗，提高水解糖的收率；③水解产物中的纤维素酶可回收再利用，降低了酶的成本；④水解糖液经过浓缩，可得到高浓度的可发酵糖；⑤纤维素物质固体残渣洗涤液回流重新利用和水解糖液浓缩后低浓度溶液循环使用，节约成本，提高了水解糖的回收率，实现清洁生产；⑦水解过程中加入纤维素酶助剂，提高了纤维素酶的使用率，降低了酶的成本，纤维素酶助剂在后续处理过程中可以大部分循环使用，减少物料消耗，减少对后续发酵过程的影响，同时可以抑制水解过程中杂菌的繁殖，减少水解糖的损失。

附图说明

图1本发明连续运行的纤维素物质酶法水解工艺简易流程图。

图2纤维素酶水解体系中不加添加剂，以及加入防腐剂，激活剂，解吸剂和助剂条件下，水解液中的葡萄糖浓度随时间关系。

具体实施方式

如图1所示，本发明酶法水解纤维素物质过程使用的设备情况如下：纤维素物质悬浮液储罐I，纤维素物质水解罐II，纤维素物质固体残渣自然沉降罐III，水解糖液中的纤维素酶回收装置IV，纤维素物质固体残渣洗涤自然沉降罐V，纤维素物质固体残渣分离装置VI，纤维素酶贮存罐VII，纤维素酶除菌装置VIII，纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，纤维素物质固体残渣水洗罐X，水解糖液浓缩装置XI，共11个单元，每个单元都可密封，并用管道相连，整个装置可蒸汽灭菌并保持无菌状态。

纤维素物质悬浮液储罐I带有搅拌装置，可以使纤维素物质一直处于比较均匀的分散状态。

纤维素物质水解罐II也带有搅拌装置，使纤维素物质在水解过程中一直处于比较均匀的分散状态；带有控温装置，用于控制水解体系中的温度，①是温度电极；带有pH控制装置，用于控制水解体系中的pH，②是pH电极。

纤维素物质固体残渣自然沉降罐III形状上部为圆柱体，下部为漏斗形的椎体，易于水解反应后纤维素物质固体残渣自然沉降到椎体部分，并从下面的管道9排出，而部分水解糖清液则从管道8排出。

纤维素酶回收装置IV可以是一切能够截留蛋白质分子，而不截留单糖分子的设备，本发明中优选超滤膜。

纤维素物质固体残渣水洗罐X带搅拌装置和自来水入口22，便于加入自来水，并与纤维素固体残渣混匀，洗净粘附在残渣上的糖分。

纤维素物质固体残渣洗涤自然沉降罐V形状也是上部为圆柱体，下部为漏斗状的椎体，易于纤维素固体残渣在水洗后自然沉降到椎体部分，并从下面的管道13排出，而部分水洗清夜则从管道18排出。

纤维素物质固体残渣分离装置VI可以是一切能够截留纤维素固体残渣的设备，本发明中优选板框过滤机。

纤维素酶除菌装置VIII可以是一切能够截留微生物细胞，而不截留酶蛋白分子和单糖分子的设备，本发明中优选微滤膜。

纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，带搅拌，具有纤维素物质加入口1和自来水加入口2，同时纤维素物质固体残渣水洗液以及水解糖液浓缩后的稀糖液回流管18也设置在罐IX的底端，用于纤维素物质悬浮液的配置以及灭菌。

水解糖液浓缩罐XI采用反渗透膜设备，反渗透膜截留水解液中的糖，其它小分子无机物质大部分进入水溶液中循环使用，反渗透膜设备为本领域普通技术人员所熟知的技术。

采用上述成套设备，本发明纤维素物质酶法水解工艺过程如下：纤维素物质从罐IX入口1中打入，从入口2中打入适量自来水，再与循环回来的水洗液及稀糖液18混合，配制成固液比(体积分数)为5％～20％的纤维素物质悬浮液，同时加入适量的纤维素酶助剂，灭菌；灭菌的纤维素物质悬浮液从管线3打入罐I中储存，并以恒定的速率从管道4打入到水解罐II中参与酶解反应，同时储存在罐VII中的纤维素酶从管线5打入到纤维素酶液除菌装置VIII中除菌，再从管线6打入到水解罐II中，使水解罐中的纤维素酶浓度为5～10IU/g纤维素物质，水解罐中料液的停留时间优选为24～72h。水解罐中的料液以相同的速率从管道7打入到沉降罐III中。水解料液在沉降罐III中经过自然沉降，上层清液从管线8打入到纤维素酶回收装置IV，回收纤维素酶，而回收纤维素酶后的水解糖液，则从管道10排出，进入到水解糖液浓缩罐XI进行浓缩，再从管线21进入到发酵工艺进行处理；下层纤维素物质固体残渣则从管道9，12打入到纤维素物质固体残渣分离装置VI分离固体残渣，固体残渣再从管线13，14打入到水洗罐X，分离出来的水解糖液则从管线17，24进入到纤维素酶回收装置IV回收纤维素酶。回收的纤维素酶从管道11打回重复利用。水洗罐X中的纤维素物质固体残渣中加入1-10倍体积的自来水，并搅拌混匀，然后从管道16打入到纤维素物质固体残渣自然沉降罐V，经过自然沉降，上部清液从管道19排出，再经过管道18回流到纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，用于制备纤维素物质悬浮液，下部纤维素物质固体残渣则从管道20，12重新回到纤维素物质固体残渣分离装置VI，压干纤维素固体残渣中的水分，从管道17，25回流到纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，用于制备纤维素物质悬浮液，而经压干的纤维素固体残渣则从管道15排出，直接燃烧或进一步深加工利用。水解后纤维素固体残渣采用间歇式处理，即水解后的残渣和洗涤后的残渣交替处理。

本发明中所述纤维素酶可以是一切能够降解纤维素的商用酶，或发酵产生的纤维素酶发酵液经过浓缩或不浓缩储存在储罐VII中备用。

本发明中的纤维素酶助剂可以是纤维素酶激活剂和防腐剂，还有纤维素酶解吸剂组合使用，也可以单独使用。纤维素酶激活剂包括Na⁺，Mg²⁺，K⁺，Ca²⁺，Zn²⁺，Mn²⁺，Fe³⁺和NH₄ ⁺，在纤维素酶反应体系中的含量为2～30μg/g，它们也可以分别使用或组合使用。防腐剂包括苯甲酸根离子，在纤维素酶反应体系中的含量为0.2～1μg/g。纤维素酶解吸剂包括非离子表面活性剂，如Tween系列非离子表面活性剂，如Tween80、Tween20、Tween60、Tween40等，在纤维素酶反应体系中的含量为0.5～8μg/g，可以分别使用也可以组合使用。纤维素酶激活剂中各种离子在纤维素酶反应体系中优选如下含量：Na⁺为0.5～5μg/g，Mg²⁺为0.1～2μg/g，K⁺为0.3～2μg/g，Ca²⁺为0.5～8μg/g，Zn²⁺为1～4μg/g，Mn²⁺为0.1～3μg/g，Fe³⁺为0.1～5μg/g，NH₄ ⁺为0.2～3μg/g。纤维素酶助剂各组分单独使用或组合使用效果如图2所示。

利用本发明工艺水解纤维素物质，葡萄糖回收率达到95％～100％，葡萄糖浓度(质量分数)能达到25％～30％。

下面通过具体实验进一步说明本发明方案和技术效果。

试验采用的酶法水解工艺装置由纤维素物质悬浮液储罐I，纤维素物质水解罐II，纤维素物质固体残渣自然沉降罐III，水解糖液中的纤维素酶回收装置IV，纤维素物质固体残渣自然沉降罐V，纤维素物质固体残渣分离装置VI，纤维素酶贮存罐VII，纤维素酶除菌装置VIII，纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，纤维素物质固体残渣水洗罐X，水解糖液浓缩装置XI，共11个单元组成。制备及消毒罐IX，储罐I，水解罐II，水洗罐X和沉降罐III、V的有效体积都为24L；纤维素酶贮存罐VII的有效体积为10L；固体残渣分离装置VI采用半框过滤机，处理通量为0.5L/h，纤维素酶回收装置IV采用中空纤维超滤膜组件：切割分子量为50kD(为超滤膜1)和20kD(超滤膜2)各一个，膜材料为聚砜(PS)，超滤方式为外压式，处理通量为0.5L/h，水解糖液浓缩装置XI采用螺旋式反渗透膜：孔径0.0001微米，截留分子量100-200之间，处理通量为0.4L/h，纤维素酶除菌装置VIII采用微滤膜组件：孔径为1μm(微滤膜1)、0.45μm(微滤膜2)各一个，处理通量为0.1L/h。细管线2，5，6，8，10，17，18，19，21，22，23，24和25的管径为DN10；而粗管线1，3，4，7，9，12，13，14，15，16和20的管径为DN50，便于纤维素物质的输送。

具体处理过程如下：

取3.6kg纤维素物质从罐IX入口1中打入，从入口2中打入适量自来水，与从管线18，以及25回流的洗涤水混合，配制成固液比(v)为15％的纤维素物质悬浮液，同时加入24mL纤维素酶助剂，纤维素酶助剂中各种物质在的含量为：防腐剂苯甲酸根离子纤维素酶反应体系中的含量为1μg/g；激活剂中各种离子在纤维素酶反应体系中含量如下：Na⁺为1μg/g，Mg²⁺为1μg/g，K⁺为1μg/g，Ca²⁺为1μg/g，Zn²⁺为1μg/g，Mn²⁺为1μg/g，Fe³⁺为1μg/g，NH₄ ⁺为1μg/g；解吸剂Tween80在纤维素酶反应体系中的质量分数为1μg/g。灭菌；灭菌的纤维素物质悬浮液从管线3打入罐I中储藏起来，并以0.5L/h的速率从管道4打入到水解罐II中参与酶解反应，同时储藏在罐VII中的纤维素酶从管线5打入到纤维素酶液除菌装置VIII中除菌，在这个过程中微滤膜的压力保持在约2kg/cm²(表压)，酶液的温度保持在30-40℃，经过除菌的酶液再从管线6打入到水解罐II中，使水解罐中的纤维素酶浓度为10μg/g纤维素物质，水解罐中料液的停留时间为48h。水解罐中的料液以相同的速率从管道7打入到沉降罐III中。水解料液在沉降罐III中经过自然沉降，上层清液从管线8打入到纤维素酶回收装置IV中回收纤维素酶，在这个过程中，超滤膜的压力约保持在3kg/cm²(表压)，料液温度保持在30-40℃，酶溶液约浓缩了10倍，水解糖液中约80％的纤维素酶被回收。回收纤维素酶后的水解糖液，则从管道10排出，进入到水解糖液浓缩罐XI进行浓缩，在这个过程中，采用螺旋形的聚酰胺膜，压力保持在40-50kg/cm²(表压)，料液温度保持在25-30℃，为了避免膜***的污染，每3天用温水和0.1％的NaOH清洗一次；经过浓缩的水解糖液再从管线21进入到发酵罐进行发酵；下层纤维素物质固体残渣则从管道9，12打入到纤维素物质固体残渣分离装置VI分离固体残渣，在这个过程中，板框压滤机的压力约保持在2kg/cm²(表压)，固体残渣再从管线13，14打入到水洗罐X，分离出来的水解糖液，则从管线17，24进入到纤维素酶回收装置IV回收纤维素酶及水解糖。回收的纤维素酶从管道11打回到水解罐II重复利用。水洗罐X中的纤维素物质固体残渣中加入5倍体积(v)的清水，并搅拌混匀，然后从管道16打入到纤维素物质固体残渣自然沉降罐V，经过自然沉降，上部清液从管道19排出，再经过管道18循环回到纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，用于下一次制备纤维素物质悬浮液，下部纤维素物质固体残渣则从管道20，12重新回到纤维素物质固体残渣分离装置VI，压干纤维素固体残渣中的水分，水分从管道17，25回流到纤维素物质悬浮液制备及消毒罐IX，用于下一次制备纤维素物质悬浮液，而经压干的纤维素固体残渣则从管道15排出，直接燃烧或进一步深加工利用。

实验1：以某蒸爆预处理的秸秆为水解底物为例，利用商品化的液态纤维素酶为催化剂进行水解，该液态纤维素酶产品的酶活为100IU/mL。蒸爆预处理的秸秆纤维素含量为59％(质量分数，下同)，半纤维素含量为17％，木质素含量为21％，其它3％。水解罐II中水解物料的停留时间为48h，经过一个星期的调试运行，体系达到稳定，水解糖液经过反渗透膜浓缩，葡萄糖浓度达到25％，纤维回收率100％。

实验2：以稀酸预处理的秸秆为水解底物为例，利用商品化的固态纤维素酶为催化剂进行水解，该液态纤维素酶产品的酶活为1500IU/g，使用之前先用自来水配制成150IU/mL的水溶液置于纤维素酶储罐VII。稀酸预处理的秸秆纤维素含量为71％，半纤维素含量为9％，木质素含量为17％，其它3％。水解罐II中水解物料的停留时间为48h，经过一个星期的调试运行，体系达到稳定，水解糖液经过反渗透膜浓缩，葡萄糖浓度达到30％，纤维回收率100％。

Claims (8)

1.一种酶法水解纤维素物质的方法，包括如下过程：

(1)制备纤维素物质悬浮液并消毒；

(2)消毒后的纤维素物质悬浮液与除菌的纤维素酶，以及纤维素酶助剂混合，在水解条件下进行水解反应；

(3)纤维素物质水解产物分离为固相和液相，固相洗涤后进一步处理利用，液相进行超滤处理，超滤处理的滤出物为水解糖溶液，进一步浓缩，超滤处理的截留物含有纤维素酶，循环用于水解过程；

(4)步骤(3)中的固相洗涤后的洗涤液以及水解糖溶液浓缩时得到的低糖溶液循环用于纤维素物质悬浮液制备过程；

其中步骤(2)中的纤维素酶助剂组成为纤维素酶激活剂、防腐剂和纤维素酶解吸剂，纤维素酶激活剂阳离子组成为Na⁺，Mg²⁺，K⁺，Ca²⁺，Zn²⁺，Mn²⁺，Fe³⁺和NH₄ ⁺，在纤维素酶反应体系中的含量为2～30μg/g，其中Na⁺为0.5～5μg/g，Mg²⁺为0.1～2μg/g，K⁺为0.3～2μg/g，Ca²⁺为0.5～8μg/g，Zn²⁺为1～4μg/g，Mn²⁺为0.1～3μg/g，Fe³⁺为0.1～5μg/g，NH₄ ⁺为0.2～3μg/g；防腐剂为苯甲酸根离子，在纤维素酶反应体系中的含量为0.2～1μg/g；纤维素酶解吸剂为非离子表面活性剂，在纤维素酶反应体系中的含量为0.5～8μg/g。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中纤维素物质在制备纤维素物质悬浮液前，进行适宜的预处理，预处理的方法为稀酸预处理、蒸爆预处理或碱法预处理。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的消毒方法为高温蒸汽灭菌法。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述的水解条件为：pH3～6，温度30～60℃，水解停留时间为12～120小时，水解过程中纤维素酶浓度为5～20IU/g纤维素物质。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的纤维素酶除菌采用能够截留微生物细胞，而不截留酶蛋白分子的微滤膜设备。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的液相进行超滤处理采用能够截留蛋白质分子，而不截留单糖分子的超滤膜设备。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的超滤处理的截留物直接循环至水解步骤，或者循环至步骤(1)的纤维素物质悬浮液消毒步骤，或者循环至步骤(2)的纤维素酶除菌步骤。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：各步骤设备采用密封式设备，以管道连通。

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