CN110628844A - 一种大米草分级分离方法 - Google Patents

一种大米草分级分离方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110628844A
CN110628844A CN201910901720.8A CN201910901720A CN110628844A CN 110628844 A CN110628844 A CN 110628844A CN 201910901720 A CN201910901720 A CN 201910901720A CN 110628844 A CN110628844 A CN 110628844A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filtering
filtrate
solution
hemicellulose
enzymolysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910901720.8A
Other languages
English (en)
Inventor
谢茹胜
龙敏南
刘健
李蒙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Vocational College Of Bioengineering
Original Assignee
Fujian Vocational College Of Bioengineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Vocational College Of Bioengineering filed Critical Fujian Vocational College Of Bioengineering
Priority to CN201910901720.8A priority Critical patent/CN110628844A/zh
Publication of CN110628844A publication Critical patent/CN110628844A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00—Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/12—Disaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14—Disintegrating in mills
    • D21B1/16—Disintegrating in mills in the presence of chemical agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大米草分级分离方法。该方法以稀碱、过氧化氢，膜分离设备以三级分离方法将大米草纤维素、半纤维素、木质素分离出来，并采用生物酶解方法对半纤维素进行水解，获得高附加值低聚木糖。本发明的方法设备要求简单，木质纤维素类生物质分离效率高，清洁环境，工艺简洁，成本节约，附加值高，适合工业化生产应用，具有广阔的市场前景。

Description

一种大米草分级分离方法
技术领域
本发明属于生物质资源开发技术领域，具体涉及一种大米草分级分离方法。
背景技术
木质纤维素类生物质是地球上最丰富的生物质资源，包括木材（如桉木、榉木、杨木等）和农林废弃物（如玉米杆、小麦秆、高粱杆等），具有来源广泛、普遍性和易取性等特点。然而，据估算，全球每年可产生约10000 亿吨木质生物质资源，但其中89%尚未被充分利用，主要原因之一就是不能有效地将木质纤维素类生物质中的各组分分离出来，造成了资源的浪费，所以生物质组分分离已成为国内外生物质资源研究领域的重点。木质纤维素类生物质由多种组分组成，主要包括纤维素、半纤维和木质素等，应用范围非常广泛。但是，由于木质纤维素类生物质结构紧密复杂，且具有很强的生物抗降解能力，因此分离难度较大，这一直是制约其发展的技术瓶颈。近年来，国内外众多学者为攻克这一难题进行了大量研究，传统的分离方式有酸处理、碱处理和离子液体处理等。
大米草中含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等成分。传统上的天然纤维素原料处理多是针对纤维素的利用而言的，木质素和半纤维素的价值尚未充分的利用，造成了很大的资源浪费和环境污染。纤维素、半纤维素和木质素本身均是具有复杂空间结构的高分子化合物，在天然纤维素原料中，它们聚合为一个整体，形成复杂的超分子化合物。其中，木质素大部分存在于胞间层中，和半纤维素形成牢固结合层，对纤维素形成覆盖保护作用。因此，要想充分利用这三种主要成分，就必须将三种组分分离开来。纤维素是由D-葡萄糖基以β-1,4糖苷键连接而成的均一聚糖，其主要水解产物为纤维二糖和葡萄糖。与纤维素不同的是，半纤维素结构较为复杂，为非均一聚糖。而且不同来源的生物质，半纤维素组成差异巨大，组成半纤维素的主要糖基有：D-葡萄糖、D-木糖、L-***糖、D-甘露糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、4-O-甲基葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸。研究表明，半纤维素在木质纤维素水解过程中起着重要角色。半纤维素是以木糖为主的杂多糖，可以用来生产功能性食品低聚木糖，仅低聚木糖的国际市场需求量就达10万吨以上。低聚木糖又称木寡糖，是由2-7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖，可以选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性。其促双歧因子增殖的功能是其它聚合糖类的10-20倍。因此，木质纤维素生物质组分分离后的综合利用具有广阔的市场前景。
目前，对于复杂的木质纤维素生物质这三种主要成分分离有①稀酸处理法，稀酸预处理通常采用 0.3% ~ 1.2%的 HCl、HNO3、H2SO4、或甲酸和马来酸等有机酸，110 ~ 220℃下处理一定时间。纤维素分解比较剧烈；木质素去除较少；糖降解副产物比较多；控制操作条件要求比较高；酸具有腐蚀性。②碱处理法：用碱溶液或氨水等去除木质纤维素中的木质素和部分半纤维素，降低原料的聚合度和结晶度。碱处理后的固体残渣显碱性， 需要大量水冲洗，回收废水和残余物困难；低温下需要的处理时间较长。相对酸水解，反应器成本降低；木质素去除率高；有效增加纤维素可及面积。③蒸汽***法：糖降解副产物较多，木质素去除较少，设备复杂昂贵。④氨***法，糖降解副产物少；氨水可以回收循环利用。但半纤维素分离效果差；氨水回收成本较高。⑤生物法，条件温和、能耗低、 选择性强；副反应和抑制性产物少。目前可用来预处理木质纤维素类生物质的微生物种类很少，酶的活性较低，处理时间长。⑥高温液态水法，高温液态水法处理生物质具有无需外加化学试剂、生成降解产物少和CO2排放量低等优点，但由于高温液态水法存在能耗高、水耗大等缺点。⑦有机溶剂法，有机溶剂法可以将木质纤维素类生物质中的三大组分分级解聚，且得到的各组分纯度较高，可以实现生物质精炼。但是，有机溶剂处理后的固体渣处理工序较为繁杂，低沸点有机溶剂易泄漏，易燃易爆，而高沸点有机溶剂回收成本较高，装置密封要求严格等问题，使有机溶剂法的工业化前景不明朗。以上方法在工业化生产中都有一定的局限性。本研究的目的在于建立大米草多组分的工业化分级分离方法，同时用木聚糖酶对分离后的大米草半纤维素进行酶解，酶解效率高，并获得高附加值的低聚木糖。以期为大米草等木质纤维素生物质转化为功能性低聚糖和化学品的相关研究提供方法借鉴和技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大米草分级分离方法，以稀碱、过氧化氢，膜分离设备将大米草纤维素、半纤维素、木质素分离出来，并采用生物酶解方法对半纤维素进行水解，获得高附加值低聚木糖。本发明的方法设备要求简单，木质纤维素类生物质分离效率高，清洁环境，工艺简洁，成本节约，附加值高，适合工业化生产应用，具有广阔的市场前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大米草分级分离方法，包括以下步骤：
（1）大米草洗净，烘干，粉碎，加入含NaOH和H202的混合溶液中，在一定温度下搅拌一定时间；然后过滤，保留滤液；
（2）步骤（1）过滤所得固体在NaOH溶液中在一定温度下搅拌一段时间，过滤，保留滤液；洗涤固体，洗涤液并入滤液中，固体主要成分为纤维素，烘干备用；
（3）步骤（2）过滤所得固体在热水中继续搅拌一段时间，过滤，保留滤液；过滤所得固体为纤维素。
（4）合并步骤（1）、（2）、（3）的滤液，调整滤液PH，滤液过膜分离设备，滤液浓缩至原原体积的六分之一至十分之一，放出浓缩液冷却；向浓缩液中加入无水乙醇，静置使沉淀析出，过滤，滤液保留，固体为半纤维素，烘干备用；
（5）步骤（4）过滤所得滤液继续过膜分离设备，透析出乙醇水溶液，分离浓缩后得到木质素浓缩液，调节浓缩液pH，析出木质素沉淀；过滤获得木质素；
6) 采用木聚糖酶解步骤（5）获得的半纤维素。
上述步骤（1）中所述混合溶液中NaOH浓度为0.5wt%-10wt%，H202的浓度为0.1vol%-10vol%。
上述步骤（1）中中每千克大米草加入5L混合溶液,在50℃下加热搅拌1小时。
上述步骤（2）中所述NaOH溶液的浓度为0.5wt%-10wt%，按每千克大米草加入2LNaOH溶液，在90℃-100℃下搅拌1小时。
上述步骤（3）中过滤所得固体在80℃-100℃热水下搅拌1小时。
上述步骤（1）、（2）、（3）中所述过滤为100目纱布过滤。
上述步骤（4）中调整滤液pH至8~10；膜分离设备变频控制器至30-50，控制出膜压力≤35Bar，透析液以流速12L/h过膜；向浓缩液中加入1-3倍体积的无水乙醇。
上述步骤（5）中调节浓缩液pH至1.5~4。
上述步骤（6）采用木聚糖酶解步骤（5）获得的半纤维素，具体为：
称取20mg大米草半纤维，溶于500μL的柠檬酸缓冲液（0.1mol/L，pH=5.0）中，加入20μL叠氮钠溶液（2wt %），然后加入木聚糖酶酶液，加入适量的去离子水至总体系为2mL，进行酶解，酶解液100℃灭活10min，然后离心（8000rpm，5min），取上层清液分析。
进一步的，所述酶解条件为：酶解体系中木聚糖酶酶活力为300IU/mL，酶解的温度为30℃-70℃，酶解的时间为5min-120min，转速为150rpm。
本发明具有如下的有益效果：
(1) 采用的设备相对便宜 (蒸汽***法)
(2) 采用先初步分级为纤维素、半纤维素、木质素，然后在采用生物酶解，用木聚糖酶水解半纤维素，效率大大提高（半纤维素酶解效率可达到93.43%），时间缩短（只需0.5小时），条件温和可控。
(3) 乙醇可以回收循环使用，回收方法简单成本低。
(4) 采用的膜分离手段是一门新型的分离浓缩技术，具有操作简单、可低温操作、节能、高效精密的分子级分离的特性。
(5)本发明建立了适合工业化的高效分离大米草（纤维素、半纤维素、木质素）三级分离方法，同时用木聚糖酶对分离后的大米草半纤维素进行酶解，酶解效率高，并获得高附加值的低聚木糖。
附图说明
图1 HPLC分析大米草半纤维素酶水解产物。a为低聚木糖(X6木六糖，X5木五糖， X4木四糖，X3木三糖，X2木二糖)和三种单糖（Xy1木糖，Glu葡萄糖，Ara***糖）标准品，b为大米草半纤维素的木聚糖酶水解产物（X6木六糖， X5木五糖， X4木四糖， X3木三糖， Xy1木糖， X2木二糖）的衍生物色谱图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
实施例 1
一种大米草分级分离方法，包括以下步骤：
步骤 1. 大米草纤维素、半纤维素、木质素三级分离：
（1）大米草原材料，洗净，烘干，粉碎，称取5kg，加入25L 4wt% NaOH与2vol% H2O2的混合溶液中，在50℃下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；
（2）步骤（1）过滤所得固体继续用10L4wt%NaOH溶液在90℃-100℃下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；
（3）步骤（2）过滤所得固体继续用在90℃热水下搅拌1小时，100目纱布过滤，保留滤液；过滤所得固体为纤维素。
（4）合并步骤（1）、（2）、（3）的滤液，滤液用盐酸调至pH为9，然后倒入有机卷式膜分离设备(型号RNF04601-011)的分离桶中，启动设备，打开变频控制器至40，控制出膜压力35Bar，透析液以流速12L/h过膜。滤液浓缩至原体积的八分之一，放出冷却，加入2倍体积的无水乙醇，立即析出大量沉淀，静置，过滤，沉淀为半纤维素。
（5）步骤（4）过滤所得滤液继续过膜分离设备，透析出乙醇液（回收循环使用），分离桶内循环液为含木质素的浓缩液；调节浓缩液pH至2，立即析出大量木质素沉淀，过滤获得木质素。
三级分离获得大米草纤维素、半纤维和木质素质量分别为2.1kg，0.9kg，0.8kg。
步骤2.大米草半纤维素酶解：称取20mg大米草半纤维，溶于500μL的柠檬酸缓冲液（0.1mol/L，pH=5.0）中，加入20μL叠氮钠溶液（2wt %），然后加入木聚糖酶酶液，加入适量的去离子水至总体系为2mL，其中木聚糖酶酶活力为300IU/mL。酶水解温度为50℃，转速为150rpm；酶解0.5小时后，酶解液100℃灭活10min，然后离心（8000rpm，5min），取上层清液分析。
步骤3.采用柱前PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)衍生化法处理取糖标准混合溶液100μL（包括X6木六糖，X5木五糖， X4木四糖，X3木三糖，X2木二糖，Xy1木糖，Glu葡萄糖，Ara***糖）和大米草半纤维素酶解上层清液。根据测定的响应值对相应标准糖的进样浓度进行线性回归，再将标准溶液逐级稀释，依次进样，计算当信噪比为3时所对应的标准溶液的浓度以确定最低检测限。八种标准糖的回归方程，相关系数（r 2），最低检测限（LOD）和大米草半纤维素酶解产物浓度结果如表1所示。结果显示，8种标准糖在0.12～9.5mM具有良好的线性（r 2，0.9916～0.9995）、灵敏度（LOD，1.60 ～2.27 μM）；大米草半纤维素酶解产物分析结果表明，大米草半纤维素经木聚糖酶解降解为具有高附加值的低聚木糖（X6木六糖、X5木五糖、 X4木四糖、 X3木三糖、 X2木二糖、 Xy1木糖），浓度分别为1.5367 g/L、0.0330g/L、0.0804 g/L、1.4326 g/L、1.3949g/L、 0.1938 g/L，木糖及木聚糖产物总浓度达4.6714 g/L，半纤维素酶解液PMP衍生化后浓度为5.0000g/L。可得半纤维素酶解效率达到93.43%。高效液相分析方法回归方程，相关系数，最低检测限和酶解产物分析见表1和图1。
表1 HPLC分析方法回归方程，相关系数，最低检测限和酶解产物分析
实施例2
一种大米草分级分离方法，包括以下步骤：
步骤 1. 大米草纤维素、半纤维素、木质素三级分离：
（1）大米草原材料，洗净，烘干，粉碎，称取5kg，加入25L含 0.5wt% NaOH与10vol% H2O2的混合溶液中，在50℃下搅拌1小时，100目纱布过滤，保留滤液；
（2）步骤（1）过滤所得固体继续用10L4wt%NaOH溶液在100℃下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；
（3）步骤（2）过滤所得固体继续在100℃热水下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；过滤所得固体为纤维素。
（4）合并步骤（1）、（2）、（3）的滤液，滤液用盐酸调至pH为9，然后倒入有机卷式膜分离设备(型号RNF04601-011)的分离桶中，启动设备，打开变频控制器50，控制出膜压力30Bar，透析液以流速12L/h过膜。滤液浓缩至原体积的六分之一，放出冷却，加入1倍体积的乙醇，立即析出大量沉淀，静置，过滤，沉淀为半纤维素。
（5）步骤（4）过滤所得滤液继续过膜分离设备，透析出乙醇液（回收循环使用），分离桶内循环液为含木质素的浓缩液；调节浓缩液pH至2，立即析出大量木质素沉淀，过滤获得木质素。
步骤2.大米草半纤维素酶解：称取20mg大米草半纤维，溶于500μL的柠檬酸缓冲液（0.1mol/L，pH=5.0）中，加入20μL叠氮钠溶液（2wt %），然后加入木聚糖酶酶液，加入适量的去离子水至总体系为2mL，其中木聚糖酶酶活力为300IU/mL。酶水解温度为70℃，转速为150rpm；酶解5min后，酶解液100℃灭活10min，然后离心（8000rpm，5min），取上层清液分析。
实施例3
一种大米草分级分离方法，包括以下步骤：
步骤 1. 大米草纤维素、半纤维素、木质素三级分离：
（1）大米草原材料，洗净，烘干，粉碎，称取5kg，加入25L含 10wt% NaOH与0.1vol% H2O2的混合溶液中，在50℃下搅拌1小时，100目纱布过滤，保留滤液；
（2）步骤（1）过滤所得固体继续用10L4wt%NaOH溶液在90℃-100℃下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；
（3）步骤（2）过滤所得固体继续在80℃热水下搅拌1小时，200目纱布过滤，保留滤液；过滤所得固体为纤维素。
（4）合并步骤（1）、（2）、（3）的滤液，滤液用盐酸调至pH为9，然后倒入有机卷式膜分离设备(型号RNF04601-011)的分离桶中，启动设备，打开变频控制器至40，控制出膜压力25Bar，透析液以流速12L/h过膜。滤液浓缩至原体积的十分之一，放出冷却，加入3倍体积的无水乙醇，立即析出大量沉淀，静置，过滤，沉淀为半纤维素。
（5）步骤（4）过滤所得滤液继续过膜分离设备，透析出乙醇液（回收循环使用），分离桶内循环液为含木质素的浓缩液；调节浓缩液pH至2，立即析出大量木质素沉淀，过滤获得木质素。
步骤2.大米草半纤维素酶解：称取20mg大米草半纤维，溶于500μL的柠檬酸缓冲液（0.1mol/L，pH=5.0）中，加入20μL叠氮钠溶液（2wt %），然后加入木聚糖酶酶液，加入适量的去离子水至总体系为2mL，其中木聚糖酶酶活力为300IU/mL。酶水解温度为30℃，转速为150rpm；酶解2小时后，酶解液100℃灭活10min，然后离心（8000rpm，5min），取上层清液分析。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种大米草分级分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）大米草洗净，烘干，粉碎，加入NaOH和H202的混合溶液中，在一定温度下搅拌一定时间；然后过滤，保留滤液；
（2）步骤（1）过滤所得固体在NaOH溶液中在一定温度下搅拌一段时间，过滤，保留滤液；洗涤固体，洗涤液并入滤液中，固体主要成分为纤维素，烘干备用；
（3）步骤（2）过滤所得固体在热水中继续搅拌一段时间，过滤，保留滤液；过滤所得固体为纤维素；
（4）合并步骤（1）、（2）、（3）的滤液，调整滤液pH，滤液过膜分离设备，滤液浓缩至原体积的六分之一至十分之一 ，放出浓缩液冷却；向浓缩液中加入无水乙醇，静置使沉淀析出，过滤，滤液保留，固体为半纤维素，烘干备用；
（5）步骤（4）过滤所得滤液继续过膜分离设备，透析出乙醇液，分离浓缩后得到木质素浓缩液，调节浓缩液pH，析出木质素沉淀；过滤获得木质素；
（6）采用木聚糖酶解步骤（5）获得的半纤维素。
2.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：步骤（1）中所述混合溶液中NaOH浓度为0.5wt%-10wt%，H202的浓度为0.1vol%-10vol%。
3.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：步骤（1）中每千克大米草加入5L混合溶液，在50℃下加热搅拌1小时。
4.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：步骤（2）中所述NaOH溶液的浓度为0.5wt%-10wt%，按每千克大米草加入2L NaOH溶液，在90℃-100℃下搅拌1小时。
5.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：步骤（3）中过滤所得固体在80℃-100℃热水下搅拌1小时。
6.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：步骤（1）、（2）、（3）中所述过滤为100目纱布过滤。
7.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：上述步骤（4）中调整滤液pH至8~10；膜分离设备变频控制器至30-50，控制出膜压力≤35Bar，透析液以流速12L/h过膜；向浓缩液中加入1-3倍体积的无水乙醇。
8.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：上述步骤（5）中调节浓缩液pH至1.5~4。
9.根据权利要求1所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：上述步骤（6）采用木聚糖酶解步骤（5）获得的半纤维素，具体包括：称取20mg大米草半纤维，溶于500μL pH=5.0的柠檬酸缓冲液中，加入20μL浓度为2wt %的叠氮钠溶液，然后加入木聚糖酶酶液，加入适量的去离子水至总体系为2mL，进行酶解，酶解液100℃灭活10min，然后8000rpm，离心5min，取上层清液分析。
10.根据权利要求9所述的一种大米草分级分离方法，其特征在于：所述酶解条件为：酶解体系中木聚糖酶酶活力为300IU/mL，酶解的温度为30℃-70℃，酶解的时间为5min-120min，转速为150rpm。
CN201910901720.8A 2019-09-23 2019-09-23 一种大米草分级分离方法 Pending CN110628844A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910901720.8A CN110628844A (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种大米草分级分离方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910901720.8A CN110628844A (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种大米草分级分离方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110628844A true CN110628844A (zh) 2019-12-31

Family

ID=68973366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910901720.8A Pending CN110628844A (zh) 2019-09-23 2019-09-23 一种大米草分级分离方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110628844A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112175111A (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 桂林古膳食品科技有限公司 一种高效分离木质纤维材料获得高纯度各组分的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102261007A (zh) * 2010-05-26 2011-11-30 漳州伯能生物能源有限公司 一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法及利用分离后组份制备燃料酒精和低聚木糖
CN103924471A (zh) * 2014-04-02 2014-07-16 上海同化新材料科技有限公司 一种改性木质纤维素的制备及其产物
CN104690066A (zh) * 2015-02-06 2015-06-10 福建农林大学 一种能源草的综合利用方法
CN104988077A (zh) * 2015-07-29 2015-10-21 南京林业大学 一种产高温纤维素酶及木聚糖酶的微细正青霉及应用
CN105838741A (zh) * 2016-03-11 2016-08-10 青岛农业大学 一种利用花生壳降解糖发酵生产类异戊二烯化合物的方法
CN107164433A (zh) * 2017-07-12 2017-09-15 天津科技大学 一种超声波辅助碱性高锰酸钾预处理木质纤维素的方法
GB2570649A (en) * 2018-01-29 2019-08-07 Greaves Patrick Compositions

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102261007A (zh) * 2010-05-26 2011-11-30 漳州伯能生物能源有限公司 一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法及利用分离后组份制备燃料酒精和低聚木糖
CN103924471A (zh) * 2014-04-02 2014-07-16 上海同化新材料科技有限公司 一种改性木质纤维素的制备及其产物
CN104690066A (zh) * 2015-02-06 2015-06-10 福建农林大学 一种能源草的综合利用方法
CN104988077A (zh) * 2015-07-29 2015-10-21 南京林业大学 一种产高温纤维素酶及木聚糖酶的微细正青霉及应用
CN105838741A (zh) * 2016-03-11 2016-08-10 青岛农业大学 一种利用花生壳降解糖发酵生产类异戊二烯化合物的方法
CN107164433A (zh) * 2017-07-12 2017-09-15 天津科技大学 一种超声波辅助碱性高锰酸钾预处理木质纤维素的方法
GB2570649A (en) * 2018-01-29 2019-08-07 Greaves Patrick Compositions

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LINGKAN DING等: "Fermentative hydrogen and methane co-production from pretreated Spartina anglica biomass with optimal saccharification effect under acid/alkali-assisted steam/microwave heating and enzymolysis", 《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》 *
SIQI WANG等: "Ultrasound assisted alkaline pretreatment to enhance enzymatic saccharification of grass clipping", 《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》 *
谢茹胜等: "NREL法测定大米草原料组分的含量", 《井冈山大学学报(自然科学版)》 *
谢茹胜等: "大米草半纤维素选择性酶解研究", 《江西师范大学学报(自然科学版)》 *
谢茹胜等: "能源植物大米草的预处理及全组分酶水解研究", 《福建师范大学学报(自然科学版)》 *
钟健等: "高效协同酶解中性汽爆玉米秸秆的工艺优化", 《化工学报》 *
黎海龙等: "HPLC结合MALDI-TOF-MS分析木聚糖水解产物", 《林产化学与工业》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112175111A (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 桂林古膳食品科技有限公司 一种高效分离木质纤维材料获得高纯度各组分的方法
CN112175111B (zh) * 2020-09-28 2021-08-10 桂林古膳食品科技有限公司 一种高效分离木质纤维材料获得高纯度各组分的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. An integrated biorefinery process for adding values to corncob in co-production of xylooligosaccharides and glucose starting from pretreatment with gluconic acid
Qing et al. Xylooligosaccharides production, quantification, and characterization in context of lignocellulosic biomass pretreatment
Li et al. Stepwise enzymatic hydrolysis of alkaline oxidation treated sugarcane bagasse for the co-production of functional xylo-oligosaccharides and fermentable sugars
Zhao et al. Fast enzymatic saccharification of switchgrass after pretreatment with ionic liquids
Poornejad et al. Improvement of saccharification and ethanol production from rice straw by NMMO and [BMIM][OAc] pretreatments
CN103228707B (zh) 用于纤维素乙醇和化学品生产的蔗渣分级分离
Zhang et al. Deconstruction of corncob by steam explosion pretreatment: Correlations between sugar conversion and recalcitrant structures
Ying et al. Effect of sulfuric acid on production of xylooligosaccharides and monosaccharides from hydrogen peroxide-acetic acid-pretreated poplar
US20100240112A1 (en) Process for Preparing a Sugar Product
US20140004571A1 (en) Compositions and methods for biomass liquefaction
Xu et al. Simultaneous separation and quantification of linear xylo-and cello-oligosaccharides mixtures in lignocellulosics processing products on high-performance anion-exchange chromatography coupled with pulsed amperometric detection
Sindhu et al. Alkaline treatment
Spagnuolo et al. Fractionation of sugar beet pulp into pectin, cellulose, and arabinose by arabinases combined with ultrafiltration
CN108004284B (zh) 一种聚合度2～6的低聚木糖的制备方法
JP2012504936A (ja) ディスクリファイニングおよび酵素加水分解を利用するリグノセルロース材料の処理
CN105907896A (zh) 一种利用木质纤维原料联产高浓度木糖和低聚木糖的方法
Sun et al. The effect of alkaline extraction of hemicellulose on cocksfoot grass enzymatic hydrolysis recalcitrance
JP7141774B2 (ja) ポプラキシロオリゴ糖の精製液の調製方法、並びにそれによって調整されたポプラキシロオリゴ糖の精製液、キシロオリゴ糖の固体及びその用途
Ying et al. An integrated process using acetic acid hydrolysis and deep eutectic solvent pretreatment for xylooligosaccharides and monosaccharides production from wheat bran
Luo et al. Comparison of biological and chemical pretreatment on coproduction of pectin and fermentable sugars from apple pomace
Liao et al. Production of monosaccharides from poplar by a two-step hydrogen peroxide-acetic acid and sodium hydroxide pretreatment
Fu et al. Fractionation of DMSO‐Extracted and NaOH‐Extracted Hemicelluloses by Gradient Ethanol Precipitation from Neosinocalamus affinis
Meng et al. Alkaline deacetylation-aided hydrogen peroxide-acetic acid pretreatment of bamboo residue to improve enzymatic saccharification and bioethanol production
CN110628844A (zh) 一种大米草分级分离方法
Gong et al. Chemical composition and monolignin in alkali and acid treated corncob affect sugar release

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination