乙酸水解联合高固形物酶水解杨木制备低聚木糖和单糖OA

高固含量酶水解有提高糖质量浓度、降低资本和运营成本等优势。由于杨木本身的抗降解性及高木质素含量,其在高固形物酶解过程中的应用受到较大限制。本研究基于过氧化氢/乙酸(H_(2)O_(2)/Ac)去除杨木中的木质素,获得了富含碳水化合物的杨木样品。利用2%(质量分数)乙酸在170℃下水解脱木质素杨木30 min,将木聚糖选择性转化为40.4%的低聚木糖和17.0%的木糖,同时获得了富集72.1%葡聚糖的固体残渣。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱对乙酸水解产生的低聚木糖结构进行了表征。采用单因素变量法系统考察底物质量浓度梯度及纤维素酶添加量对底物糖化转化率的影响规律,同步引入木聚糖酶、β-葡糖苷酶及表面活性剂Tween 80作为化学助剂,探究其对高固形物酶解过程效率的影响。实验结果表明,在固体负载量为15%(质量分数)的条件下,以20 FPU/g底物的纤维素酶水解葡聚糖富集的固体残渣,最终葡萄糖和木糖的质量浓度分别达到118.1和15.0 g/L,得率分别为80.3%和77.3%。添加β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶对高固形物酶解效率影响较小。添加0.5%的Tween 80可提高葡萄糖和木糖得率分别至98.5%和95.0%,葡萄糖质量浓度最高为142.9 g/L。本研究通过优先去除杨木中的木质素,并通过顺序乙酸水解和高固形物酶解过程将杨木中碳水化合物高效转化为低聚木糖和高浓度单糖。