【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生物質資源化的，具體涉及一種微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法。
技術介紹
1、開發綠色可再生的木質纖維素資源以替代污染環境的化石資源具有重要的社會和經濟意義。其中，毛竹作為一種生長快速、儲量豐富的木質纖維素資源被廣泛利用。毛竹富含纖維素、半纖維素和木質素三種組分，纖維素和半纖維素可通過酶水解轉化為單糖以制備生物燃料或多種化學品，而木質素可用于生產功能材料。但毛竹細胞壁結構的頑固性卻導致其難以直接進行生物轉化，因此需要利用預處理技術破壞毛竹致密結構。預處理技術可有效破壞纖維素與半纖維素和木質素之間的連接鍵，充分暴露出纖維素的酶可結合位點，提高酶水解效率。然而傳統的預處理技術都存在著腐蝕設備、污染環境以及運營成本高的缺點，且單一的預處理方法難以實現毛竹全組分的高值利用，因此有必要尋找一種聯合高效的綠色預處理技術。
2、低共熔溶劑是一種具有毒性低、制備簡單、可回收特點的溶劑，可通過氫鍵相互作用有效解構毛竹細胞壁結構并實現各組分分離，有利于毛竹后續的高值化利用。但低共熔溶劑常利用甲酸、草酸等具有腐蝕性的化合物，并未真正滿足預處理過程的綠色和安全要求。因此可設計開發一種由天然化合物構成低共熔溶劑以實現毛竹組分的高效分離。
3、目前，天然氨基酸基低共熔溶劑被證實可打破半纖維素-木質素結構和纖維素之間的相互作用網絡、破壞纖維素高度有序的結晶結構并選擇性溶解木質素。同時，堿性精氨酸的極性側鏈可賦予低共熔溶劑更強的氫鍵搶奪能力，更適合用于構成毛竹的預處理溶劑。且相比于酸性低共熔溶劑，
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是提供一種微波輔助低共熔溶劑預處理毛竹并提高其酶水解效率的方法，該方法簡單且安全，符合綠色可持續發展的要求。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，包括以下步驟：
4、1)低共熔溶劑的制備：將膽堿溶液和精氨酸溶液混合，振蕩，旋轉蒸發，獲得澄清均一的堿性低共熔溶劑；
5、2)微波輔助低共熔溶劑預處理毛竹：將毛竹和低共熔溶劑混合均勻，再利用微波預處理；
6、3)反應結束后，冷卻，加入丙酮水溶液并攪拌均勻，再進行固液分離，將固體殘渣用氫氧化鈉溶液浸泡，然后用去離子水洗滌至中性，固體殘渣風干后待用；
7、4)酶解：用纖維素酶對固體殘渣進行水解糖化；
8、5)木質素和低共熔溶劑的回收：利用鹽酸溶液調節濾液的ph，離心后得木質素固體；離心后的液體經旋轉蒸發，再回收獲得再生低共熔溶劑以循環利用。
9、所述步驟1)的低共熔溶劑中精氨酸與膽堿的摩爾比為1：1～2。
10、所述步驟2)中微波預處理溫度為90～130℃。
11、所述步驟2)中毛竹與堿性低共熔溶劑的質量比為1：20。
12、所述步驟2)中微波輔助功率為600w，加熱時間為10min，保持時間為5min。
13、所述步驟4)中纖維素酶為celic?tec2纖維素酶。
14、所述步驟4)中纖維素酶的加酶量為20fpu/g葡聚糖。
15、所述步驟4)中酶解時間為72h。
16、所述步驟4)中酶解溫度為50℃。
17、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
18、(1)本專利技術所制備的精氨酸基低共熔溶劑方法簡單且綠色安全，具有分離毛竹各組分且促進其酶解糖化的能力，符合綠色可持續發展的要求。
19、(2)本專利技術以微波技術輔助膽堿-精氨酸低共熔溶劑預處理毛竹，較完整的保留纖維素，且最高可脫除了94.4％和75.3％的木質素和木聚糖。
20、(3)本專利技術通過低共熔溶劑-微波預處理的毛竹經過酶水解后的葡萄糖產量從6.2％提高到了69.5％～91.8％，木糖產量從8.9％提高至56.7％～76.8％。
21、(4)本專利技術采用低共熔溶劑-微波預處理可分離品質較高的毛竹木質素，該方法的預處理溫度較低能避免木質素發生縮聚反應。
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1.一種微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟1)的低共熔溶劑中精氨酸與膽堿的摩爾比為1：1～2。
3.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟2)中微波預處理溫度為90～130℃。
4.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟2)中毛竹與堿性低共熔溶劑的質量比為1：20。
5.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟2)中微波輔助功率為600W，加熱時間為10min，保持時間為5min。
6.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟4)中纖維素酶為Celic?Tec2纖維素酶。
7.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑
8.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟4)中酶解時間為72h。
9.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟4)中酶解溫度為50℃。
...【技術特征摘要】
1.一種微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟1)的低共熔溶劑中精氨酸與膽堿的摩爾比為1：1～2。
3.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟2)中微波預處理溫度為90～130℃。
4.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：所述步驟2)中毛竹與堿性低共熔溶劑的質量比為1：20。
5.根據權利要求1所述的微波輔助低共熔溶劑預處理提高毛竹纖維素酶水解轉化效率的方法，其特征在于：...
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