一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法

權利要求書

1.一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于步驟如下：

（1）將麥草秸稈置于90～100 ℃的熱水中浸泡20～30 min，然后將熱水浸泡過的麥草秸稈進行螺旋擠壓，螺旋擠壓的壓縮比為3∶1～5∶1。

（2）向經過螺旋擠壓處理后的麥草秸稈中加入相對于絕干麥草秸稈質量1.0%～3.0%的H2SO4，該H2SO4的質量分數為98%， 或相對于絕干麥草質量10%～20%的氫氧化鈉，然后加入蒸餾水，絕干麥草秸稈質量與加入蒸餾水后的總液體體積比(g:mL)為1∶4～1∶10，進行蒸煮，蒸煮溫度為100～170 ℃，蒸煮過程中的升溫時間控制在40～60 min， 保溫時間為10～60 min。

（3）將經過稀硫酸或堿預處理后的麥草秸稈置于螺旋擠壓機中擠壓1～2 次， 并收集預提取液，擠壓處理后的麥草秸稈經過水充分洗滌至pH 值呈中性，再經過螺旋擠壓機擠壓1～2 次，螺旋擠壓機的壓縮比均為3∶1～5∶1，得經過平衡水分處理后的麥草秸桿。

（4）將相對于絕干麥草質量1.0%～5.0%的氫氧化鈉和相對于絕干麥草質量1.0%～5.0%的亞硫酸鈉溶解在蒸餾水中，然后將該藥品混合液加入步驟（3）中提及的經過平衡水分處理后的麥草秸桿中， 通過加入蒸餾水， 最終配成麥草秸稈質量分數為10%～30%的體系， 密封后在恒溫水浴中進行化學預浸漬處理，處理溫度為60～90 ℃，處理時間20～40 min，得化學預浸漬處理后的麥草。

（5）將步驟（4）中化學預浸漬處理后的麥草進行兩段磨解處理：第一段壓力磨解的具體條件為，溫度120～170 ℃，壓力0.1～0.7 MPa，麥草漿料的質量分數為10%～30%，磨解2～7 min；第二段常壓磨解的具體條件為，盤磨間隙0.08～0.10 mm，麥草漿料的質量分數10%～30%，得到磨解后的麥草漿料纖維。

（6）將步驟（5）中磨解后麥草漿料纖維經過篩選并收集通過0.15 mm 篩縫的級分，將收集到的麥草漿料纖維級分脫水至濃度為15%～25%，然后經過磨漿至打漿度為30～70 °SR， 收集得打漿后麥草漿料級分，用于后續(xù)的生物酶水解。

（7）在無菌條件下，向打漿后麥草漿料級分中按打漿后麥草漿料級分:pH＝4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液的比例（g∶mL）為1∶25 加入pH＝4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液，充分攪拌后加入酶液，然后加入蒸餾水使底物的質量分數為1.0%～5.0%，無菌條件下進行恒溫培養(yǎng)酶解，酶解后即得麥草秸稈水解液。

其中，恒溫培養(yǎng)酶解的條件為：反應溫度45～65 ℃，反應時間2～72 h；pH=4～6；轉速100～160r/min；

所述步驟（7）中酶液為纖維素葡聚糖酶與纖維素二糖酶的復合酶，纖維素葡聚糖酶用量（相對于底物）為31～33EGU/g，纖維素二糖酶的用量（相對于底物）為63～65CBU/g，其中，①纖維素葡聚糖酶的酶活為650～750EGU/g，溫度為50～60 ℃，pH值為4.5～6.0；②纖維素二糖酶的酶活為240～260CBU/g，溫度為50～60℃，pH值為4.5～6.0。

或者，酶液為纖維素酶，纖維素酶的用量(相對于底物)為80CBU/g，其中，所用纖維素酶的酶活為：脫脂棉酶活3～4IU/mL，濾紙酶活5～6IU/mL，羧甲基纖維素酶活30～31IU/mL。

2.根據權利要求1所述的可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于：所采用酶液為纖維素葡聚糖酶與纖維素二糖酶的復合酶，纖維素葡聚糖酶的用量（相對于底物）為32 EGU/g，纖維素二糖酶的用量（相對于底物）為64 CBU/g，其中，①纖維素葡聚糖酶的酶活為700 EGU/g，溫度為50～60 ℃，pH值為4.5～6.0；②纖維素二糖酶的酶活為250CBU/g，溫度為50～60 ℃，pH值為4.5～6.0；

或者，所述酶液為纖維素酶的用量（相對于底物）為80CBU/g，其中，所用纖維素酶的酶活為：脫脂棉酶活3.86IU/mL，濾紙酶活5.97IU/mL，羧甲基纖維素酶活30.44IU/mL。

3.根據權利要求1所述的可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于所述步驟（1）中螺旋擠壓的壓縮比為4∶1。

4.根據權利要求1所述的可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于所述步驟（3）中螺旋擠壓的壓縮比為4∶1。

5.根據權利要求1所述的可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于所述步驟（6）中磨解后麥草漿料纖維經過篩選前還經過如下的處理：兩段磨解處理后，將所得磨解后麥草漿料纖維加入95℃的熱水中，配成濃度為3.0%，攪拌40min，然后在疏解機中進行疏解。

6.根據權利要求1所述的可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，其特征在于所述步驟（7）中pH＝4.5乙酸－乙酸鈉緩沖液的配制方法為：精確稱取164g 乙酸鈉，然后加入300mL 蒸餾水溶解，再加入84mL 的質量分數為99.5%的冰乙酸，稀釋至1000 mL 即可。

技術領域

本發(fā)明屬于生物質利用的技術領域，尤其是一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法。

背景技術

隨著人類社會的飛速發(fā)展，自然界中的煤炭、石油、天然氣資源則日益減少，由其使用引發(fā)的全球變暖、環(huán)境污染等問題及引起的其他環(huán)保問題日益突出。對于人類社會而言，尋找和使用綠色、清潔、可再生能源已經迫在眉睫。由此產生了“生物質精煉（Biorefinery）”的概念，并業(yè)已成為世界各國的重要戰(zhàn)略研究方向之一。據預測，到2020 年將有50%的有機化學品和材料產自生物質原料，2000—2020年將是世界各國大力發(fā)展生物質能源的關鍵時期。預計2020年，我國生物質能的利用量將占到一次能源總消費量的4%。

生物質是地球上最豐富的有機能源，是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，是地球上僅次于煤炭、石油和天然氣資源的第四大能源。生物質是人類社會最重要的能量來源，每年的產量達到1700億噸，這些豐富的生物質資源對實現世界經濟的可持續(xù)發(fā)展、實現環(huán)境保護和資源的有效利用具有重要的意義。目前，國內外對生物質資源的利用主要體現在燃料乙醇、生物柴油、生物質電能、沼氣、生物質材料等方面。制漿造紙工業(yè)是最早的利用天然纖維素的工業(yè)，也是唯一一個集大規(guī)模采集、加工和利用生物質原料的工業(yè)。將制漿造紙與生物質能源結合，在造紙企業(yè)獲得紙漿和紙的同時，還可以生產高附加值的燃料和化學品，如乙醇、碳纖維、聚合物、煤油和生物柴油，這也有利于實現制漿造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

我國是農業(yè)大國，非木材纖維素類（如麥草、玉米秸稈、蔗渣等）生物質資源相當豐富。據報道，我國各類農作物的秸稈年總產量達7億多噸，其中稻草2.3億噸，玉米桿2.2 億噸，豆類和秋雜糧作物秸稈1.0億噸，花生和薯類藤蔓、甜菜葉等1.0億噸。但是，這些資源大部分以堆積、燃燒等形式被廢棄，造成了極大的環(huán)境污染和資源浪費，將這些資源轉化成氣體燃料或液體燃料（如氫氣、酒精、柴油等），不但可以解決人類所面臨的資源危機、食物短缺、環(huán)境污染等一系列問題， 也能為人類社會的可持續(xù)發(fā)展提供保證。 利用農作物秸稈生產燃料乙醇具有成本低廉、資源豐富等優(yōu)勢。 有研究表明，使用纖維素乙醇作為燃料可減少14%的溫室氣體排放量。

通過檢索， 尚未發(fā)現與本發(fā)明專利申請相關的專利公開文獻。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種可有效實現麥草酶水解的預處理方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，步驟如下：

（1）將麥草秸稈置于90～100 ℃的熱水中浸泡20～30 min，然后將熱水浸泡過的麥草秸稈進行螺旋擠壓，螺旋擠壓的壓縮比為3∶1～5∶1。

（2）向經過螺旋擠壓處理后的麥草秸稈中加入相對于絕干麥草秸稈質量1.0%～3.0%的H2SO4，該H2SO4的質量分數為98%， 或加入相對于絕干麥草質量10%～20%的氫氧化鈉，然后加入蒸餾水，絕干麥草秸稈質量與加入蒸餾水后的總液體體積比（g∶mL）為1∶4～1∶10，進行蒸煮，蒸煮溫度為100～170 ℃，蒸煮過程中的升溫時間控制在40～60 min， 保溫時間為10～60 min。

（3）將經過稀硫酸或堿預處理后的麥草秸稈置于螺旋擠壓機中擠壓1～2 次， 并收集預提取液，擠壓處理后的麥草秸稈經過水充分洗滌至pH 值呈中性，再經過螺旋擠壓機擠壓1～2 次，螺旋擠壓機的壓縮比均為3∶1～5∶1，得經過平衡水分處理后的麥草秸桿。

（4）將相對于絕干麥草質量1.0%～5.0%的氫氧化鈉和相對于絕干麥草質量1.0%～5.0%的亞硫酸鈉溶解在蒸餾水中，然后將該藥品混合液加入步驟（3）中提及的經過平衡水分處理后的麥草秸桿中， 通過加入蒸餾水， 最終配成麥草秸稈質量分數為10%～30%的體系， 密封后在恒溫水浴中進行化學預浸漬處理，處理溫度為60～90 ℃，處理時間20～40 min，得化學預浸漬處理后的麥草。

（5）將步驟（4）中化學預浸漬處理后的麥草進行兩段磨解處理：第一段壓力磨解的具體條件為，溫度120～170 ℃，壓力0.1～0.7 MPa，麥草漿料的質量分數為10%～30%，磨解2～7 min；第二段常壓磨解的具體條件為，盤磨間隙0.08～0.10 mm，麥草漿料的質量分數10%～30%，得磨解后麥草漿料纖維。

（6）將步驟（5）中磨解后麥草漿料纖維經過篩選并收集通過0.15 mm 篩縫的級分， 將收集到的麥草漿料纖維級分脫水至濃度為15%～25%，然后經過磨漿至打漿度為30～70 °SR， 收集得打漿后麥草漿料級分，用于后續(xù)的生物酶水解。

（7）在無菌條件下，向打漿后麥草漿料級分中按打漿后麥草漿料級分:pH=4.5 乙酸-乙酸鈉緩沖液的比例(g:mL)為1∶25 加入pH=4.5 的乙酸-乙酸鈉緩沖液，充分攪拌后加入酶液，然后加入蒸餾水使底物的質量分數為1.0%～5.0%， 無菌條件下進行恒溫培養(yǎng)酶解，酶解后即得麥草秸稈水解液。

其中，恒溫培養(yǎng)酶解的條件為：反應溫度45～65 ℃，反應時間2～72 h；pH=4～6；轉速100～160 r/min。

而且，所述步驟（7）中酶液為纖維素葡聚糖酶與纖維素二糖酶的復合酶，纖維素葡聚糖酶用量（相對于底物）為31～33 EGU/g，纖維素二糖酶的用量（相對于底物）為63～65 CBU/g 底物，其中，①纖維素葡聚糖酶的酶活為650～750 EGU/g，溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0； ②纖維素二糖酶的酶活為240～260 CBU/g，溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0。

或者，酶液為纖維素酶，纖維素酶的用量（相對于底物）為80 CBU/g，其中，所用纖維素酶的酶活為：脫脂棉酶活3～4 IU/mL，濾紙酶活5～6 IU/mL，羧甲基纖維素酶活30～31 IU/mL。

而且，所述酶液為纖維素葡聚糖酶與纖維素二糖酶的復合酶， 纖維素葡聚糖酶用量為32 EGU/g 底物，纖維素二糖酶的用量為64 CBU/g 底物，其中，①纖維素葡聚糖酶的酶活為700 EGU/g，適宜溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0；②纖維素二糖酶的酶活為250 CBU/g，適宜溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0。

或者， 所述酶液為纖維素酶的用量（相對于底物）為80 CBU/g，其中，所用纖維素酶的酶活為：脫脂棉酶活3.86 IU/mL，濾紙酶活5.97 IU/mL，羧甲基纖維素酶活30.44 IU/mL。

而且，所述步驟（1）中螺旋擠壓的壓縮比為4∶1。

而且，所述步驟（3）中螺旋擠壓的壓縮比為4∶1。

而且，所述步驟（6）中磨解后麥草漿料纖維在經篩選前還經過如下的處理：兩段磨解處理后，將所得磨解后麥草漿料纖維加入95 ℃的熱水中，配成質量分數為3.0%，攪拌40 min，然后在疏解機中進行疏解。

而且，所述步驟（7）中pH=4.5 乙酸-乙酸鈉緩沖液的配制方法為：精確稱取164 g 乙酸鈉，然后加入300 mL 蒸餾水溶解， 再加入84 mL 質量分數為99.5%的冰乙酸，稀釋至1 000 mL 即可。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1.本發(fā)明方法充分利用了制漿工業(yè)中現有的部分設備，不需要額外投資即可完成預處理工藝，節(jié)省了大量的經濟成本， 同時也有利于現有工廠與生物質精煉工業(yè)的有效融合以發(fā)展復合型生物質精煉工業(yè)，有利于制漿造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.本發(fā)明方法充分借助化學法處理和機械法處理的有機結合，不僅能提取大部分半纖維素或木素，而且能提高纖維素的暴露程度從而提高其可及性，提高麥草秸稈的物盡其用和高效轉化。

3.本發(fā)明方法的麥草秸稈在水解29.5 h 后，水解液中葡萄糖的質量濃度達到7 140 mg/L，底物的葡萄糖轉化率達到89.73% ；水解48.5 h 后，水解液中葡萄糖的濃度達到7 770 mg/L，底物的葡萄糖轉化率達到97.64%，轉化效率較高，麥草秸稈也得到了充分的利用，節(jié)約了能源。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。

實例1

一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，步驟如下：

（1）首先對麥草原料進行切斷和篩選，從中選取5 cm 左右的麥草秸稈，清水洗滌3～4 次。

（2）將選取的麥草秸稈置于95 ℃的熱水中浸泡20 min，然后，將熱水浸泡過的麥草秸稈置于螺旋擠壓疏解機中進行擠壓疏解，螺旋擠壓機的壓縮比為4∶1。

（3）將經過螺旋擠壓處理后的麥草置于蒸煮罐中，加入1.5%（相對于絕干麥草質量）的H2SO4（分析純，質量分數為98%），然后加入蒸餾水，絕干麥草秸稈質量與加入蒸餾水后的總液體體積比（g∶mL）為1∶10，進行蒸煮，蒸煮溫度為150 ℃，蒸煮過程中的升溫時間控制在60 min，保溫時間為50 min，經過一定程度的稀硫酸預處理以提取麥草中的部分半纖維素，同時達到破壞麥草纖維結構的目的，使麥草纖維素更多地暴露出來。

（4）將經過稀硫酸預處理后的麥草置于螺旋擠壓機中擠壓1～2 次，并收集預提取液，用于半纖維素和木素的分離和利用， 擠壓處理后的麥草經過充分洗滌至pH 值呈中性，再經過螺旋擠壓機擠壓1～2次，以盡量去除水分，螺旋擠壓機的壓縮比均為4:1，得經過平衡水分處理后的麥草秸桿。

（5） 將相對于絕干麥草質量3.0%的氫氧化鈉（NaOH） 和相對于絕干麥草質量4.0%的亞硫酸鈉（Na2SO3）溶解在蒸餾水中，然后將該藥品混合液加入步驟（3）中提及的經過平衡水分處理后的麥草秸桿中，通過加入蒸餾水，最終配成麥草秸稈質量分數為20%的濃度，密封后恒溫水浴進行化學預浸漬處理，處理溫度為80 ℃，處理時間30 min，得化學預浸漬處理后的麥草。

（6）麥草經過上述步驟的化學預浸漬處理后，經過兩段磨解處理：第一段壓力磨解的具體條件為，溫度120～170 ℃，麥草漿料的質量分數為20%，壓力0.7 MPa， 磨解5 min； 第二段常壓磨解的具體條件為， 盤磨間隙0.08 mm， 麥草漿料的質量分數為20%，得磨解后麥草漿料纖維。

（7）兩段磨解處理后，將所得磨解后麥草漿料纖維加入95 ℃的熱水中， 配成質量分數為3.0%的體系，攪拌40 min，然后在疏解機中進行疏解，疏解后的麥草漿料纖維經過篩選（篩縫為0.15 mm），收集通過0.15 mm 篩縫的級分。 將收集到的麥草漿料纖維級分脫水至濃度為20%左右。 然后，將麥草漿料纖維級分經過磨漿至打漿度為（65±5）° SR，收集并用于后續(xù)的生物酶水解。

（8）在進行酶水解前，所用儀器（酶水解所用錐形瓶以及密封錐形瓶的紗布、脫脂棉和牛皮紙等）均經過121 ℃的高溫滅菌處理60 min。

（9）在150 mL 錐形瓶中加入1.0 g（相當于絕干量）的上述麥草漿料纖維級分，加入25 mL 乙酸-乙酸鈉（pH=4.5）緩沖液，接著放置在磁力攪拌器上攪拌使?jié){料纖維充分分散， 待底物分散后加入相應的纖維素酶液， 然后加入蒸餾水使底物的最終濃度為2.0%，利用脫脂棉、紗布和牛皮紙將錐形瓶瓶口蓋實；將該錐形瓶置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中，在一定溫度下反應一定時間，即得麥草秸稈水解液。 乙酸-乙酸鈉（pH=4.5）緩沖液的配制方法為：稱取164 g 乙酸鈉（CH3COONa·3H2O），加入燒杯中，然后加入300 mL蒸餾水溶解， 倒進容量瓶中再加入84 mL 冰乙酸（分析純，質量分數為99.5%），稀釋至1 000 mL 即可。 具體酶水解條件：①底物濃度2.0%；②反應溫度55 ℃；③反應時間24～72 h；④轉速160 r/min；⑤纖維素酶的用量（相對于底物）為80 CBU/g。 其中，所用纖維素酶的酶活為：脫脂棉酶活3.86 IU/mL，濾紙酶活5.97 IU/mL，CMC （羧甲基纖維素） 酶活30.44 IU/mL。

檢測結果： 在上述酶水解條件下水解29.5 h后，水解液中葡萄糖的質量濃度為7 140 mg/L，底物的葡萄糖轉化率為89.73%；水解48.5 h 后，水解液中葡萄糖的質量濃度為7 770 mg/L， 底物的葡萄糖轉化率為97.64%。

實例2

一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，步驟如下：

（1）首先對麥草原料進行切斷和篩選，從中選取5 cm 左右的麥草秸稈，清水洗滌3～4 次。

（2）將選取的麥草秸稈置于95 ℃的熱水中浸泡20 min，然后，將熱水浸泡過的麥草秸稈置于螺旋擠壓疏解機中進行擠壓疏解，螺旋擠壓機的壓縮比為4∶1。

（3）將經過螺旋擠壓處理后的麥草置于蒸煮罐中，加入10%(相對于絕干麥草質量)的NaOH，然后加入蒸餾水，絕干麥草秸稈質量與加入蒸餾水后的總液體體積比為1∶10，進行蒸煮，蒸煮溫度為150 ℃，蒸煮過程中的升溫時間控制在60 min， 保溫時間為50 min， 經過一定程度的稀硫酸或堿預處理以提取麥草中的部分半纖維素， 同時達到破壞麥草纖維結構的目的，使麥草纖維素更多地暴露出來。

（4）將經過稀硫酸或堿預處理后的麥草置于螺旋擠壓機中擠壓1～2 次，并收集預提取液，用于糖類及木素的分離和利用。 擠壓處理后的麥草經過充分洗滌至pH 值呈中性，再經過螺旋擠壓機擠壓1～2次，以盡量去除水分，螺旋擠壓機的壓縮比均為4∶1，得經過平衡水分處理后的麥草秸桿。

（5）將相對于絕干麥草質量3.0%的氫氧化鈉（NaOH）和相對于絕干麥草質量4.0%的亞硫酸鈉（Na2SO3）溶解在蒸餾水中，然后將該藥品混合液加入步驟（3）中提及的經過平衡水分處理后的麥草秸桿中，通過加入蒸餾水，最終配成麥草秸稈質量分數為20%的濃度， 密封后恒溫水浴進行化學預浸漬處理，處理溫度為80 ℃，處理時間30 min，得化學預浸漬處理后的麥草。

（6）麥草經過上述步驟的化學預浸漬處理后，經過兩段磨解處理：第一段壓力磨解的具體條件為，溫度120～170 ℃，壓力0.3 MPa，麥草漿料的質量分數為20%， 磨解7 min； 第二段常壓磨解的具體條件為， 盤磨間隙0.08 mm， 麥草漿料的質量分數為20%，得磨解后麥草漿料纖維。

（7）兩段磨解處理后，將所得磨解后的麥草漿料纖維加入95 ℃的熱水中，配成約3.0%的體系，攪拌40 min，然后在疏解機中進行疏解，疏解后的麥草漿料纖維經過篩選后（篩縫為0.15 mm），再收集通過0.15 mm 篩縫的級分。 將收集到的麥草漿料纖維級分脫水至濃度為20%左右。 然后，將麥草漿料纖維級分經過磨漿至打漿度為（65±5） °SR，收集并用于后續(xù)的生物酶水解。

（8）在進行酶水解前，所用儀器（酶水解所用錐形瓶以及密封錐形瓶的紗布、脫脂棉和牛皮紙等）均經過121 ℃的高溫滅菌處理60 min。

（9）在150 mL 錐形瓶中加入1.0 g（相當于絕干量）的上述麥草漿料纖維級分，加入25 mL 乙酸-乙酸鈉（pH=4.5）緩沖液，接著放置在磁力攪拌器上攪拌使?jié){料纖維充分分散， 待底物分散后加入相應的纖維素酶液， 然后加入蒸餾水使底物的最終濃度為2.0%，利用脫脂棉、紗布和牛皮紙將錐形瓶瓶口蓋實；將該錐形瓶置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中，在一定溫度下反應一定時間，即得麥草秸稈水解液。 乙酸-乙酸鈉（pH=4.5）緩沖液的配制方法為：精確稱取164 g乙酸鈉（CH3COONa·3H2O），加入燒杯中，然后加入300 mL 蒸餾水溶解，倒進容量瓶中再加入84 mL 冰乙酸（分析純，質量分數為99.5%），稀釋至1 000 mL即可。具體的酶水解條件：①底物濃度2.0%；②反應溫度55 ℃；③反應時間2～12 h；④轉速130 r/min；⑤纖維素酶的用量（相對于底物）為80 CBU/g。 其中，所用纖維素酶的酶活：脫脂棉酶活3.86 IU/mL，濾紙酶活5.97 IU/mL，CMC （羧甲基纖維素） 酶活30.44 IU/mL。

檢測結果：在上述酶水解條件下水解4 h 后，水解液中葡萄糖的質量濃度為3 570 mg/L， 底物的葡萄糖轉化率為53.56%；水解10.5 h 后，水解液中葡萄糖的質量濃度為6 160 mg/L， 底物的葡萄糖轉化率為92.41%。

實例3

一種可實現麥草秸稈高效酶水解轉化的預處理方法，步驟如下：

（1）首先對麥草原料進行切斷和篩選，選取長度5 cm 左右的麥草秸稈，清水洗滌3～4 次。

（2）將選取的麥草秸稈置于95 ℃的熱水中浸泡20 min， 然后， 將熱水浸泡過的麥草秸稈置于螺旋擠壓疏解機中進行擠壓疏解， 螺旋擠壓機的壓縮比為4∶1。

（3）將經過螺旋擠壓處理后的麥草置于蒸煮罐中，加入10%（相對于絕干麥草質量）的NaOH，然后加入蒸餾水， 絕干麥草秸稈質量與加入蒸餾水后的總液體體積比（g∶mL）為1∶10，進行蒸煮，蒸煮溫度為150 ℃，蒸煮過程中的升溫時間控制在60 min，保溫時間為50 min，經過一定程度的堿預處理以提取麥草中的部分半纖維素， 同時達到破壞麥草纖維結構的目的，使麥草纖維素更多地暴露出來。

（4）將經過稀硫酸或堿預處理后的麥草置于螺旋擠壓機中擠壓1～2 次，并收集預提取液，用于糖類及木素的分離和利用。 擠壓處理后的麥草經過充分洗滌至pH 值呈中性，再經過螺旋擠壓機擠壓1～2次，以盡量去除水分，螺旋擠壓機的壓縮比均為4∶1，得經過平衡水分處理后的麥草秸桿。

（5）將相對于絕干麥草質量3.0%的氫氧化鈉（NaOH） 和相對于絕干麥草質量4.0%的亞硫酸鈉（Na2SO3）溶解在蒸餾水中，然后將該藥品混合液加入步驟（3）中提及的經過平衡水分處理后的麥草秸桿中，通過加入蒸餾水，最終配成麥草秸稈質量分數為20%的濃度， 密封后恒溫水浴進行化學預浸漬處理，處理溫度為80 ℃，處理時間30 min，得化學預浸漬處理后的麥草。

（6）麥草經過上述步驟的化學預浸漬處理后，經過兩段磨解處理：第一段壓力磨解的具體條件為，溫度120～170 ℃，壓力0.3 MPa，麥草漿料的質量分數為20%， 磨解7 min； 第二段常壓磨解的具體條件為， 盤磨間隙0.08 mm， 麥草漿料的質量分數為20%，得磨解后麥草漿料纖維。

（7）兩段磨解處理后，將所得磨解后麥草漿料纖維加入95 ℃的熱水中， 配成約3.0%的濃度， 攪拌40 min，然后在疏解機中進行疏解，疏解后的麥草漿料纖維經過篩選后（篩縫為0.15 mm），再收集通過0.15 mm 篩縫的級分。 將收集到的麥草漿料纖維級分脫水至濃度為20%左右。 然后，將麥草漿料纖維級分經過磨漿至打漿度為（65±5） °SR，收集并用于后續(xù)的生物酶水解。

（8）在進行酶水解前，所用儀器（酶水解所用錐形瓶以及密封錐形瓶的紗布、脫脂棉和牛皮紙等）均經過121 ℃的高溫滅菌處理60 min。

（9）在150 mL 錐形瓶中加入1.0 g（相當于絕干量）的上述麥草漿料纖維級分，加入25 mL 乙酸-乙酸鈉（pH≈4.8）緩沖液，接著放置在磁力攪拌器上攪拌使?jié){料纖維充分分散， 待底物分散后加入相應的纖維素酶液， 然后加入蒸餾水使底物的最終濃度為2.0%，利用脫脂棉、紗布和牛皮紙將錐形瓶瓶口蓋實；將該錐形瓶置于恒溫培養(yǎng)振蕩器中，在一定溫度下反應一定時間，即得麥草秸稈水解液。 乙酸-乙酸鈉緩沖液的配制方法為： 精確稱取164 g 乙酸鈉（CH3COONa·3H2O），加入燒杯中，然后加入300 mL蒸餾水溶解， 倒進容量瓶中再加入84 mL 冰乙酸（分析純，質量分數為99.5%），稀釋至1 000 mL 即可。具體的酶水解條件：①底物濃度2.0%；②反應溫度55 ℃；③反應時間2～36 h；④轉速120 r/min；⑤所用生物酶為纖維素葡聚糖酶與纖維素二糖酶的復合酶，纖維素葡聚糖酶用量為32 EGU/g 底物，二糖酶的用量（相對于底物）為64 CBU/g。 其中，①纖維素葡聚糖酶的酶活為700 EGU/g， 適宜溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0； ②纖維素二糖酶的酶活為250 CBU/g，適宜溫度為50～60 ℃，pH 值為4.5～6.0。

檢測結果： 在上述酶水解條件下水解12 h 后，水解液中葡萄糖的濃度為4 210 mg/L， 底物的葡萄糖轉化率為63.22%；水解24 h 后，水解液中葡萄糖的濃度為5 430 mg/L， 底物的葡萄糖轉化率為81.53%。