行业领域

农、林、牧、渔业,农业

需求描述

1.服务需求背景:

木质纤维素类物质由纤维素、半纤维素、木质素等三部分构成，它是地球上储存量最大、分布最为广泛的可再生资源。近年来，随着矿物质燃料的日益枯竭，木质纤维素类物质的利用受到人们的普遍重视。我国是一个传统农业大国，纤维素类物质的含量相当丰富。但是长久以来，这些资源未被合理利用，秸秆、甘蔗渣、玉米芯、稻草等富含纤维素类物质的农业废料一般直接焚烧或丢弃处理，这种原始的处理方式不仅造成了巨大的资源浪费，而且会给环境带来极大的污染。采用微生物转化的方式能够提高木质纤维素类物质的利用率。

生物乙醇生产是国际上最普遍的木质纤维素生物炼制方式。传统的生物乙醇生产技术不能将木质纤维素类物质中的半纤维素和纤维素有效分离，得到的水解液是五碳糖和六碳糖的混合液，受葡萄糖阻遏效应，木糖乙醇发酵效率低等因素的影响，水解液中的木糖部分通常不能被有效利用。将木质纤维素类物质中的半纤维素和纤维素先分离，然后分别进行发酵生产已经成为一个发展方向。已有分别利用木质纤维素组分中的纤维素和半纤维素发酵生产乙醇和2,3-丁二醇的报道。但是，这两种产物的附加值均不高，且2,3-丁二醇的分离纯化工艺较为复杂，纯化过程需要消耗大量能量。

2.服务需求具体内容:

1.一种木质纤维素类物质联产生物乙醇和普鲁兰糖的方法，包括如下步骤：第一、半纤维素水解液制备：纤维类物质原料除杂、粉碎至20～30目后，按固液比为1:12～1:15的量加入***～***%的NaOH溶液，40℃条件下预处理1～3h；将预处理后的纤维素类物质洗至中性，按固液比1:15～1:18将原料投入***～***的酶解缓冲水溶液中，按100～200IU/g原料加入市售木聚糖酶，同时添加表面活性剂***～***%、***～***%、***～***%、TritonX-100（曲拉通X-100）***～***%、并于38～40℃条件下酶解36～72h，将酶解体系进行固液分离，得半纤维素水解液和固相残渣；第二、木质素的提取与纤维素残渣制备：将第一步所得固相残渣按照固液比为1:12～1:18的比例加入木质素提取混合液，温度为80～90℃，反应时间为2～4h；木质素提取之后的残渣即为纤维素残渣；第三、半纤维素水解液普鲁兰糖发酵：将第一步得到的半纤维素水解液蒸发浓缩，调整初始糖浓度，补充硫酸铵、磷酸氢二钾、硫酸镁、氯化钠、酵母浸粉后，将出芽短梗霉（Aureobasidiumpullulans）***种子液体按5-10%接种量接入到发酵罐中，培养温度26～28℃，转速200～400r/min，通气量***～***，pH控制在***～***，罐压***～***，培养24h后加入二硫苏糖醇至浓度为***～***

2.根据权利要求1所述木质纤维素类物质联产生物乙醇和普鲁兰糖的方法，其特征在于，所述半纤维素水解液制备中添加表面活性剂***%、***%、***%、TritonX-100（曲拉通X-100）***%。

3.具体的服务需求完成后所要达到的标准或效果:

(1)第一，通过将木质纤维素类物质中的半纤维素和纤维素分离，并分别转化为普鲁兰糖和乙醇，实现了纤维素类物质的的高值转化。第二，普鲁兰糖的纯化过程需要大量乙醇，将普鲁兰糖的生产同乙醇的生产过程偶联起来，能够有效降低普鲁兰糖生产成本，并且乙醇也可以重复利用，这样就能够节约资源，实现纤维素类物质清洁、高效的生物转化

(2) 普鲁兰糖发酵过程添加二硫苏糖醇可有效促进普鲁兰糖合成。添加二硫苏糖醇后，出芽短梗霉的菌体形态更多的呈现酵母样细胞，酵母样细胞的增加对普鲁兰糖的合成起到促进作用，另外二硫苏糖醇还可能通过刺激脂载体合成和保护葡萄糖基转移酶活性而促进普鲁兰糖的生物合成

(3)纤维素残渣采用两阶段变温混合酵母发酵，低温阶段有利于常规酵母乙醇发酵，同时利于耐高温酵母菌体增殖、积累生物量，为高温发酵做准备，高温阶段可充分发挥耐高温酵母的优势，同常规酵母发酵相比，乙醇含量提高约10%，发酵时间缩短了60h

4.发明人

陈叶福;肖冬光;郭建;董健;李月强;郭学武

联系人：宋巍；刘胜斌

联系电话：022-60600153；022-60600161