葉科麗 唐艷軍,* 傅丹寧, 李 勉
(1.浙江理工大學(xué)材紡學(xué)院制漿造紙研究所,浙江杭州,310018;2.浙江華康藥業(yè)股份有限公司,浙江衢州,324302)
當(dāng)今,時(shí)代的發(fā)展離不開石油能源和通過石油制得的各類化學(xué)品,但有限的石油資源已隨著社會和工業(yè)的快速發(fā)展而銳減,現(xiàn)存的石油資源已無法支持現(xiàn)代社會和工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。而且,石油的大量使用已造成溫室效應(yīng)、酸雨等諸多環(huán)境問題,給自然環(huán)境和人類的生存造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞[1]。在能源和環(huán)境的雙重壓力下,尋找可代替石油的可再生資源顯得尤為重要。
生物質(zhì)能是一種清潔能源,源于綠色植物的光合作用,燃燒后只產(chǎn)生二氧化碳和水,不會對環(huán)境造成污染,是自然界中儲量最豐富的可再生含碳資源[2-3]。生物質(zhì)能可經(jīng)化學(xué)法、生物法等多種途徑制備得到液體燃料和高附加值的化學(xué)品。因此,生物質(zhì)資源的開發(fā)將有助于緩解能源和環(huán)境問題,已成為科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。生物質(zhì)資源的主要組分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,其中纖維素的占比達(dá)40%~60%。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),全球范圍內(nèi),纖維素的產(chǎn)量可達(dá)到1100億t/a,而有幾百萬噸的含纖維素的廢棄物被直接掩埋或焚燒,并未得到合理利用[4]。作為地球上儲量最豐富的可再生資源,將纖維素進(jìn)行高效利用以制備燃料及化學(xué)品對人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義[5]。纖維素高值化利用過程如圖1所示,主要包括生物質(zhì)預(yù)處理、纖維素的水解糖化和葡萄糖的催化轉(zhuǎn)化,該利用過程中最關(guān)鍵的步驟是纖維素的水解糖化[6]。
纖維素由葡萄糖單元通過β-1,4糖苷鍵連接而成,水解糖化過程主要是使糖苷鍵上的氧原子變得活潑,進(jìn)而使C―O鍵斷裂,達(dá)到獲取葡萄糖的目的。然而,由于纖維素存在結(jié)晶度大、有效表面積小等特性,對其進(jìn)行水解糖化的技術(shù)仍存在一些亟待解決的問題,主要集中在催化劑的選擇性、速度和效率和葡萄糖的分離等方面[7]。目前,國內(nèi)外常使用酸水解、生物酶水解、超/亞臨界水解、金屬離子促水解以及其他物理方法等技術(shù)對纖維素進(jìn)行糖化處理[8-10]。本文將從上述各方法的作用機(jī)理及優(yōu)缺點(diǎn)著手,論述纖維素水解制備葡萄糖的研究進(jìn)展。
利用酸對纖維素進(jìn)行水解的方法早在1923年就被提出[11]。目前,用于纖維素水解的酸主要可劃分為有機(jī)酸、無機(jī)酸和固體酸。表1對這3類酸進(jìn)行了整理。
圖2為纖維素的酸水解機(jī)理圖,主要分為3個過程:(1)酸溶液電離出H+,隨即H+攻擊糖苷鍵上的氧原子,氧原子迅速質(zhì)子化;(2)C―O鍵發(fā)生斷裂,糖苷鍵上的正電荷轉(zhuǎn)移到葡萄糖單元的C原子上,形成碳正離子(C+);(3)水分子隨即攻擊碳正離子,反應(yīng)后得到游離的殘基葡萄糖,并形成水合氫離子(H3O+)[12]。
圖1 纖維素高值化利用流程圖
表1 酸催化劑的分類
圖2 纖維素酸水解機(jī)理圖[13]
1.1.1 濃酸水解
纖維素的濃酸水解過程主要分為2個步驟:先在較低的溫度下用濃酸對纖維素進(jìn)行預(yù)處理,使纖維素完全溶解,轉(zhuǎn)化成低聚糖;第二步將溶液稀釋并加熱,在較高溫度下進(jìn)一步催化水解低聚糖,得到葡萄糖。濃酸可以使纖維素類物質(zhì)發(fā)生溶脹作用,破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),得到的葡萄糖極少發(fā)生進(jìn)一步水解,副產(chǎn)物少,回收率高(可達(dá)90%以上);但濃酸的使用會嚴(yán)重腐蝕設(shè)備,廢液的回收再利用困難,隨意排放易造成環(huán)境污染,以上種種缺點(diǎn)限制了濃酸水解纖維素技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展[14]。
1.1.2 稀酸水解
稀酸水解是科研工作者對濃酸水解纖維素技術(shù)的一種改進(jìn),已成為一種常用的水解方法。稀酸水解通常是指利用濃度低于10%的酸溶液在高溫下將纖維素水解成葡萄糖。該水解過程符合一般酸水解機(jī)理,體系中的氫離子將β-1,4糖苷鍵的氧原子質(zhì)子化,使其變得不穩(wěn)定后與水反應(yīng),從而導(dǎo)致糖苷鍵的斷裂,實(shí)現(xiàn)纖維素的降解,直到分解成葡萄糖[15]。稀酸水解法工藝簡單、周期短、成本低、污染小,但是經(jīng)稀酸水解得到的葡萄糖會進(jìn)一步降解,生成其他副產(chǎn)物,影響產(chǎn)率,很多學(xué)者還在進(jìn)一步地探索和改進(jìn)稀酸水解技術(shù)。楊麗芳[16]以濾紙為原料,在間歇式水解反應(yīng)器中利用超低濃度硫酸(濃度<0.2 wt%)對其進(jìn)行催化水解,在響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化,分析了實(shí)驗(yàn)中各因素對纖維素水解糖化過程的影響,考察了反應(yīng)壓力和攪拌速度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,確定了最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度205℃、液比1∶15.72、硫酸濃度0.15 wt%、反應(yīng)時(shí)間33 min、壓力3 MPa、轉(zhuǎn)速500 r/min。胡耀波[17]以玉米芯為原料,先對其水解過程中的單一組分進(jìn)行了研究,再利用響應(yīng)面優(yōu)化法在微波輔助下,得到稀硫酸水解玉米芯生產(chǎn)還原糖的最佳工藝:微波反應(yīng)時(shí)間12 min、微波功率356.27 W、液比1∶9.7、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.55%,理論最優(yōu)還原糖產(chǎn)率為29.2%,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的水解產(chǎn)率為28.9%,與理論最優(yōu)值相差不超過5%;其中,玉米芯的水解單糖主要為木糖和葡萄糖。
有機(jī)酸是指一些具有酸性的有機(jī)化合物,最常見的有機(jī)酸是羧酸,其酸性源于羧基(―COOH)。有機(jī)酸的水解機(jī)理與無機(jī)酸的水解機(jī)理相同,主要是通過氫質(zhì)子對糖苷鍵產(chǎn)生破壞作用,從而達(dá)到降解制備葡萄糖的目的。與無機(jī)酸相比,有機(jī)酸不僅兼?zhèn)錈o機(jī)酸水解的優(yōu)點(diǎn),對設(shè)備的腐蝕性不強(qiáng),還便于循環(huán)再利用,且很多植物中就存在一些有機(jī)酸,如草酸、沒食子酸、檸檬酸等,來源豐富[18],但有機(jī)酸的酸性溫和,對纖維素的水解效率遠(yuǎn)不如無機(jī)酸。李倩倩[19]研究了微晶纖維素(MCC)在草酸-鹽酸體系中的水解情況發(fā)現(xiàn),纖維素的水解反應(yīng)速度和葡萄糖的降解速度均隨著溫度的升高而加快,在草酸25 g/L、鹽酸1 g/L、溫度90℃、反應(yīng)時(shí)間9 h的條件下,葡萄糖質(zhì)量濃度可達(dá)1.657 g/L。田龍等[20]利用丙烯酸對小麥秸稈進(jìn)行催化水解,測定了不同溫度下反應(yīng)產(chǎn)物中葡萄糖的質(zhì)量濃度,分別得到了纖維素水解和葡萄糖降解的動力學(xué)數(shù)據(jù),并得到了最優(yōu)反應(yīng)條件:80℃下、反應(yīng)時(shí)間176 min,制得的葡萄糖質(zhì)量濃度為8.89 g/L。Lacerda等[21]利用4.6 g/mol的草酸溶液在80℃~100℃條件下,對劍麻漿料纖維直接進(jìn)行糖化,以Saeman動力學(xué)模型為參考;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在100℃下,利用草酸溶液反應(yīng)16 h后,葡萄糖質(zhì)量濃度可達(dá)8 g/L,纖維素的水解率達(dá)50.4%,葡萄糖的回收率達(dá)22.3%。
固體酸催化劑因易于分離、可循環(huán)利用、對設(shè)備腐蝕小、環(huán)境友好等特點(diǎn),在纖維素水解糖化的研究中日益受到科研工作者的關(guān)注[22]。固體酸催化反應(yīng)與其他酸的反應(yīng)機(jī)理相似:首先,在高溫狀態(tài)下固體酸表面發(fā)生質(zhì)子化并形成氫離子,氫離子再攻擊纖維素中的糖苷鍵,使纖維素發(fā)生第一步水解,生成纖維二糖;然后,固體酸上的活性基團(tuán)使β-1,4糖苷鍵發(fā)生斷裂,水解成葡萄糖。固體酸的種類較多,常用的有H-型沸石、陽離子交換樹脂、金屬氧化物、雜多酸、磺化羰基固體酸等。Qiu等[23]以三氯蔗糖和甲苯磺酸為原料,一步合成了含―Cl和―SO3H基團(tuán)的碳質(zhì)固體酸催化劑,該催化劑催化活性穩(wěn)定,和纖維素經(jīng)球磨混合后,在200℃下,葡萄糖產(chǎn)率在1 h內(nèi)可達(dá)52.8%,而在0.02 wt%的H2SO4和HCl混合溶液中,葡萄糖的產(chǎn)率可分別達(dá)到71.9%和88.0%。張歡歡等[24]以硅膠和氯磺酸為原料制備得到硅磺酸固體催化劑,在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量和加水量進(jìn)行Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),利用Design-expert軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,在138℃、反應(yīng)2.2 h、催化劑用量0.5 g、加水量12 mL的條件下,得到的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為51.2%。趙瑋[25]以Fe2(SO4)3為前驅(qū)體、γ-Al2O3小球?yàn)檩d體制備得到了SO42-/Fe2O3/γ-Al2O3負(fù)載型固體酸催化劑,并利用該催化劑對玉米皮纖維進(jìn)行了水解,經(jīng)高效液相色譜(HPLC)測定,水解液中的葡萄糖含量可達(dá)28.2%。
纖維素酶是一種復(fù)合酶,由內(nèi)切型葡聚糖酶、外切型葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶組成[26]?,F(xiàn)在人們普遍接受的酶解機(jī)理是Wood于1972年提出的內(nèi)切和外切葡聚糖酶協(xié)同作用模型,酶解過程的原理圖如圖3所示[27],即:酶上的一部分羧基對纖維素進(jìn)行催化,另一部分羧基對纖維素進(jìn)行定位,這兩種羧基協(xié)同作用,一方面與β-1,4糖苷鍵上的氧原子形成氫鍵,使β-1,4糖苷鍵變形,另一方面,羧基上的氧負(fù)離子攻擊顯正電性的碳原子,使β-1,4糖苷鍵發(fā)生斷裂,最后生成葡萄糖等小分子物質(zhì)[28]。與化學(xué)法相比,利用纖維素酶進(jìn)行糖化具有條件溫和、綠色環(huán)保,且不產(chǎn)生后續(xù)發(fā)酵抑制物等優(yōu)點(diǎn),但目前纖維素酶的酶解效率低,成本過高,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。陳亞云等[29]以香蕉皮為纖維素酶解原材料,采用溫和堿法對香蕉皮進(jìn)行預(yù)處理,在1.67 mg/mL的Na+作為激活劑的條件下對酶用量、溫度、pH值這3種影響因素進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn),酶解最佳的工藝條件為:溫度45℃、酶用量2.25%、pH值4.8,該條件下的葡萄糖產(chǎn)率可達(dá)21.3%。張家順等[30]在纖維素的酶解過程中,加入了表面活性劑,從宏觀上探究了表面活性劑、纖維素酶與底物三者之間的相互作用。齊慧等[31]利用NaOH協(xié)同60Co-γ射線輻照處理稻草,研究該條件對稻草纖維素酶解轉(zhuǎn)化率的影響。優(yōu)化后的處理?xiàng)l件為400 kGy輻照劑量的稻草結(jié)合2%NaOH溶液,在液比為1∶15,溫度50℃的條件下處理4 h,并按照10 FPU/g加入纖維素酶溶液,然后于50℃、130 r/min條件下氣浴恒溫振蕩并酶解24 h后,纖維素的轉(zhuǎn)化率可達(dá)(78.5±1.2)%。
圖3 纖維素酶解機(jī)理圖
超/亞臨界水解技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種高新技術(shù),具有廣闊的應(yīng)用前景。水是一種極性溶劑,當(dāng)反應(yīng)體系的溫度和壓力超過臨界點(diǎn)時(shí),水的氧化性質(zhì)和對物質(zhì)的溶解性能會發(fā)生極大的改變。超/亞臨界水能打破纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),使纖維素的溶解度大大增加,直至完全溶解,且水中電離的H+能進(jìn)一步將纖維素催化水解,從而獲得低聚糖、葡萄糖等[32]。超/亞臨界水解法克服了傳統(tǒng)水解技術(shù)耗時(shí)長、效率低、成本高的缺點(diǎn),但該法容易使纖維素水解成各種復(fù)雜的化合物,如生成的葡萄糖易降解為5-羥甲基糠醛。目前,臨界水解催化技術(shù)的目標(biāo)主要集中在高效水解和抑制纖維素水解復(fù)雜化兩方面[33]。牟曉紅等[34]采用超臨界水一步法對花生殼進(jìn)行預(yù)處理,在液比1∶20、溫度374℃、壓力22 MPa的條件下處理15 s,可發(fā)酵糖回收率最大,為33.8%。Abaide等[35]利用稻草作為水解原料,在壓力(25 MPa)和反應(yīng)時(shí)間(15 min)不變的情況下,就反應(yīng)溫度(180℃、220℃、260℃)以及液比(稻草∶水為1∶7.5和1∶15)進(jìn)行了探究;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在液比為1∶7.5、溫度為220℃時(shí),水解液中葡萄糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)1.5%。
目前,酸和酶以及超/亞臨界水解被認(rèn)為是纖維素糖化過程中最具潛力的方法,然而,這幾種方法也存在一定的缺點(diǎn)。例如,酸解過程中的各項(xiàng)參數(shù)需要嚴(yán)格控制,生成的葡萄糖易進(jìn)一步降解;酶解的效率較低,成本高,難于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);超/亞臨界水解產(chǎn)物復(fù)雜。因此,科研工作者們一直致力于開發(fā)一種既高效又環(huán)保的纖維素糖化方法,各種用于輔助催化纖維素水解的方法也應(yīng)運(yùn)而生。
金屬離子促催化纖維素水解機(jī)理與纖維素酶水解機(jī)理有些類似:金屬離子的空軌道易于結(jié)合β-1,4糖苷鍵氧原子上的孤對電子,引起碳氧鍵的活化;溶液中的水分子或氫氧根離子中的氧原子進(jìn)攻鄰近帶正電性的碳原子,從而使β-1,4糖苷鍵斷裂,纖維素水解成糖類物質(zhì)。汪楠[36]以竹粉為原材料,考察了Na+、K+、Mg2+、Cu2+、Ca2+、Fe3+6 種金屬離子對纖維素水解反應(yīng)的助催化效果;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Cu2+(0.02%~0.32%)的存在能有效地破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu),隨著金屬離子濃度的增大,還原糖產(chǎn)率和水解速率均呈先上升后下降的趨勢。同時(shí),金屬離子的存在能有效脫除木質(zhì)素,從而提高糖的得率。周雅文等[37]以經(jīng)3%NaOH溶液浸泡及超聲處理后的麥草秸稈為底物,探究加入Fe3+后麥草秸稈的酶解工藝條件及Fe3+對體系酶動力學(xué)、酶活和酶構(gòu)象的影響;結(jié)果表明,當(dāng)固定底物為12.5 g/L時(shí),最佳酶解工藝條件為:酶解時(shí)間50 h、溫度50℃、酶用量3.0 g/L、Fe3+用量0.3 g/L,該優(yōu)化條件下,纖維素的轉(zhuǎn)化率為51.4%,比不加Fe3+的對照組提高了27.2%。同時(shí),F(xiàn)e3+的加入大大提高了酶解反應(yīng)的最大反應(yīng)速率和酶活,對預(yù)處理后麥草有較好的酶解促進(jìn)作用。賀行等[38]以闊葉木漿為原料,37%的濃鹽酸為催化劑,在80℃、液比為1∶15的條件下,探究Fe3+、Co2+、Al3+、Cu2+這4 種金屬離子對纖維素酸水解的影響;結(jié)果表明,F(xiàn)e3+的促進(jìn)效果最好。Li等[39]利用MCC為原材料,探究了K+、Mg2+濃度變化對MCC水解過程的影響;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,K+、Mg2+在纖維素水解過程中呈現(xiàn)截然不同的效果,當(dāng)金屬離子濃度上升時(shí),K+促進(jìn)了MCC的水解,而Mg2+抑制了該過程;傅里葉變換紅外譜圖(FT-IR)測試結(jié)果表明,K+能增強(qiáng)纖維素分子內(nèi)及分子間的氫鍵,而Mg2+減少了這些氫鍵。
物理方法可以作為一種輔助催化的手段用于促進(jìn)纖維素水解。最常見的物理方法有兩種:微波促反應(yīng)和超聲波促反應(yīng)。
4.2.1 微波促反應(yīng)
微波是一種頻率在300 MHz~300 GHz頻段的電磁波。微波在纖維素的催化水解過程中,主要是對纖維素進(jìn)行預(yù)處理。選擇性加熱是微波的一大特性[40]。李學(xué)琴等[41]以生物質(zhì)基磁性固體酸為催化劑,并采用微波相結(jié)合的輔助手法進(jìn)行MCC的水解反應(yīng);結(jié)果表明,經(jīng)微波輔助后,MCC幾乎完全水解,且各因素影響的主次順序?yàn)椋何⒉üβ剩敬呋瘎┯昧浚舅鈺r(shí)間>水解溫度。朱銀萍等[42]借助微波水熱法在溫度160℃~200℃、反應(yīng)時(shí)間10~60 min、液比1∶20~1∶5條件下處理玉米芯,以提高其總糖回收率。結(jié)果表明,溫度與時(shí)間是影響微波水熱處理的主要因素,在180℃、30 min、液比1∶8條件下,總糖回收率為75.7%,72 h的酶解率為82.4%;固體殘?jiān)⒂^結(jié)構(gòu)形貌分析結(jié)果表明,相對于高壓釜水熱反應(yīng),微波水熱可顯著改變纖維素的結(jié)晶度、破壞物料表面結(jié)構(gòu)并增大比表面積,有助于提高殘?jiān)拿附饴省asaki等[43]等采用蒸汽爆破和微波輔助處理,尋找水解棉花廢料(廢舊毛巾)的有效利用途徑;在蒸汽壓力5.5 MPa(271℃)、蒸汽爆破蒸煮5 min時(shí),直接水解棉花廢料的最大糖產(chǎn)率為18.8%,而在此基礎(chǔ)上,再利用微波在200℃下加熱7 min后,葡萄糖的產(chǎn)率最高可達(dá)78%。
4.2.2 超聲波促反應(yīng)
超聲波是一種頻率高于20 kHz的聲波,其高頻率可以引起傳播介質(zhì)的劇烈振動。超聲波處理是一種物理催化溶解纖維素的方法,即利用物理聲波的傳遞,將能量由溶液中介質(zhì)的振動傳至纖維素分子上,并轉(zhuǎn)化為纖維素分子的劇烈振動[44]。Yu等[45]探究了超聲波與離子液體結(jié)合后對甘蔗渣和麥草酸水解的影響;結(jié)果表明,該法能顯著促進(jìn)纖維素的水解,且葡萄糖的最大產(chǎn)率分別為40.3%和53.2%。田蕾等[46]以米渣為原料,采用超聲波輔助酶法對米渣纖維進(jìn)行酶解,通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對超聲工藝參數(shù)(時(shí)間、溫度和液比)進(jìn)行優(yōu)化;結(jié)果表明,在溫度45℃、液比1∶10條件下,超聲波處理30 min后進(jìn)行酶解,米渣纖維的水解率為19.3%,與未預(yù)處理的樣品相比,水解率提高了24.3%,表明超聲波預(yù)處理能促進(jìn)米渣纖維的酶解。Hu等[47]采用Plackett-Burman設(shè)計(jì)和響應(yīng)面法確定了超聲波-纖維素酶協(xié)同作用用于提取菠蘿渣多糖的最佳工藝條件:水解溫度50℃、液比1∶45、pH值6.0、水解時(shí)間100 min、超聲波功率160 W和纖維素酶添加量2.0%。
離子液體是一種在100℃以下呈液態(tài)的熔融鹽,作為一種新型綠色溶劑,其因良好的溶解性和穩(wěn)定性而備受矚目。離子液體的種類繁多,可根據(jù)需要,將不同種陽離子(有機(jī))與陰離子組分進(jìn)行組合[48]。在纖維素水解糖化過程中,離子液體能夠與纖維素上的―OH形成分子間氫鍵,從而破壞纖維素鏈之間的氫鍵,降低纖維素的結(jié)晶度,增大與原料的接觸面積,從而達(dá)到溶解纖維素的目的[49]。但離子液體的黏度較大,成本較高,且產(chǎn)物的分離存在一定難度,制約了其發(fā)展。目前,許多科研工作者正致力于提升離子液體的使用性能。屈浩楠等[50]以廢棄生物質(zhì)(玉米秸稈、花生殼、核桃殼)為原料,經(jīng)碳化磺化后得到生物質(zhì)炭磺酸,再進(jìn)行離子液體的負(fù)載,得到具有離子液體功能的生物質(zhì)炭磺酸催化劑;與未進(jìn)行離子液體負(fù)載處理的生物質(zhì)炭磺酸比較發(fā)現(xiàn),該催化劑的還原糖產(chǎn)率在相同條件下提升了15%左右,且循環(huán)使用4次后,仍有良好的催化活性。王帥等[51]為改善纖維素的溶解性,將具有強(qiáng)親水性的聚醚基團(tuán)引入離子液體中,合成出多種聚醚功能化雙核咪唑類離子液體,并將其應(yīng)用于纖維素的預(yù)處理和糖化過程;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),纖維素經(jīng)酸性聚醚功能化離子液體催化后,葡萄糖的得率可達(dá)55.8%。
目前,用于纖維素水解制備葡萄糖的技術(shù)主要存在以下缺陷:催化水解速度慢,消耗的時(shí)間長;催化劑成本高,催化效率不高;所得葡萄糖易進(jìn)一步降解,產(chǎn)率低;葡萄糖的分離、回收困難;易造成環(huán)境污染等,種種原因?qū)е吕w維素水解糖化的產(chǎn)率不高。現(xiàn)今許多科研工作者將上述方法進(jìn)行了優(yōu)化組合(如:超聲波輔助酶解、微波輔助酸解),并取得了一定的成果,但關(guān)于所得葡萄糖分離回收以及食用安全性鮮少報(bào)道。所以,纖維素糖化工藝的發(fā)展可就如何提升纖維素水解效率、葡萄糖的分離回收和食用安全性進(jìn)行深入研究。