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从 纤维素生产纯 葡萄糖的方法

阅读：92发布：2021-12-18

专利汇可以提供从纤维素生产纯葡萄糖的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供使用热‑化学和酶促处理从包含50‑95％纤维素的经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法。本公开的方法涉及经预处理的纤维素生物质的温和的酸和/或碱处理，用于生产包含含有大于98％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物。处理导致高度适用于酶促水解的高纯度纤维素，并且产生纯度大于98％的葡萄糖。本公开的方法还涉及酶和寡糖的膜分离，用于葡萄糖的回收和分离，从而避免产物反馈抑制。，下面是从纤维素生产纯葡萄糖的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：
a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；
b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；
c)将所述纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；
d)使从步骤(c)得到的所述纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；
e)将所述渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将所述糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和
f)将所述渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述葡萄糖纯度大于99％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中的所述处理方法选自由酸、碱、有机溶剂、氨纤维爆破(AFEX)、臭氧分解、湿式氧化、生物学方法、微波辐射及其组合组成的组。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述酸选自由硫酸、盐酸、氢溴酸、硝酸、磷酸、柠檬酸、草酸、甲酸、乙酸、苯甲酸及其组合组成的组，并且酸浓度在0.1％至25％(w/w)的范围内。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述酸浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述碱选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铵、氨、碱衍生物及其组合组成的组，并且碱浓度在0.1％至25％(w/w)的范围内。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述碱浓度在0.1％至2％(w/w)的范围内。
8.根据权利要求3所述的方法，其中所述处理方法选自由酸-酸处理和酸-碱-酸处理组成的组。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述酸-酸处理包括：
a)使经预处理的纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含80-95％纤维素的第一纤维素生物质，和
b)使所述第一纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述酸-碱-酸处理包括：
a)使经预处理的纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含80-95％纤维素的第一纤维素生物质；
b)使所述第一纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.1％至2％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含95-98％纤维素的第二纤维素生物质；和
c)使所述第二纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物。
11.根据权利要求1所述的方法，其中使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃至60℃的范围内的温度下与纤维素酶接触在30分钟至180分钟的范围内的时间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中使所述经处理的纤维素生物质残余物在50℃的温度下与纤维素酶接触120分钟的时间。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述纤维素酶的浓度在40至60mg/g经处理的纤维素生物质的范围内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述纤维素酶的浓度为50mg/g经处理的纤维素生物质。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述纤维素水解产物通过选自由膜过滤、旋转过滤、平板过滤及其组合组成的组的常规方法分离。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述糖类包含寡糖，所述寡糖包含二糖类、三糖类、四糖类及其组合。
17.根据权利要求1所述的方法，其中将所述渗余物级分在40℃至60℃的范围内的温度下用β-葡萄糖苷酶处理在45分钟至60分钟的范围内的时间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述渗余物级分在55℃的温度下用β-葡萄糖苷酶处理55分钟的时间。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述β-葡萄糖苷酶的浓度在10CBU至85CBU/g纤维素的范围内。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述β-葡萄糖苷酶的浓度在10CBU至60CBU/g纤维素的范围内。
21.一种葡萄糖，其通过根据权利要求1-20任一项所述的方法生产。
22.一种果糖，其使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备，所述葡萄糖通过根据权利要求1-20任一项所述的方法生产。
23.一种葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过根据权利要求1-20任一项所述的方法得到，并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。
24.一种消费产品，其包含根据权利要求21所述的葡萄糖、根据权利要求22所述的果糖、或根据权利要求23所述的混合物，其中所述产品选自由食物、饮料、药物组合物、烟草产品、营养组合物、口腔卫生组合物和化妆品组合物组成的组。
25.根据权利要求24所述的饮料，其中所述饮料选自由增强型起泡饮料、可乐、柠檬-酸橙味起泡饮料、橙味起泡饮料、葡萄味起泡饮料、草莓味起泡饮料、凤梨味起泡饮料、姜汁汽水、软饮料、根汁汽水、果汁、水果调味汁、果汁饮料、花蜜、蔬菜汁、蔬菜调味汁、运动饮料、能量饮料、增强型水饮料、椰子水、茶型饮料、咖啡、可可饮料、含奶组分的饮料、含谷物提取物和冰果露的饮料组成的组。
26.根据权利要求25所述的饮料，其进一步包含选自由皂苷、抗氧化剂、膳食纤维源、脂肪酸、维生素、葡萄糖胺、矿物质、防腐剂、水合剂、益生菌、益生元、重量管理剂、骨质疏松管理剂、植物雌激素、长链饱和脂肪族伯醇、植物甾醇及其组合组成的组的一种以上的功能性成分。
27.一种用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：
a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：
(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；和
(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，
b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在
40-50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；
c)将所述纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；
d)使从步骤(c)得到的所述纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；
e)将所述渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将所述糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和
f)将所述渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。
28.一种用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：
a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：
(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度为1-3％(w/w)的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；
(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和
(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，
b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在
40-50mg/g纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90-98％的单体葡萄糖的糖类；
c)将所述纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；
d)使所述纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；
e)将所述渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将所述糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和
f)将所述渗透物级分和糖溶液混合并且将所述糖溶液蒸发，从而得到大于98％的葡萄糖。
29.一种用于使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备果糖的方法，其中所述葡萄糖根据权利要求1-20和27-28任一项所述的方法制备。
30.根据权利要求1、27和28任一项所述的方法，其中所述过滤为纳米过滤。

说明书全文

从纤维素生产纯 葡萄糖的方法

技术领域

[0001] 本公开涉及从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法。此外，本公开涉及得到包含含有大于98％葡萄糖单元的多糖的经处理的纤维素生物质残余物，其适用于用于生产大于98％葡萄糖纯度的酶促处理。

背景技术

[0002] 世界对能源和食品的增加的需求可通过使用不可食用农产品例如木素纤维素生物质来满足。例如如从农业农场和工业残余物获得的木素纤维素生物质已证明是作为用于糖类生产的原料的潜在的和可持续的资源，所述糖类为用于燃料、化学品、饲料和食品产品例如纤维素乙醇、有机酸如乳酸和琥珀酸、纤维素、和食品添加剂如木糖醇的前体。

[0003] 可使用的农业残余物包括稻秸、麦秸、玉米穗轴(corn cob)、玉米秸秆(corn stover)、甘蔗渣、甜叶菊叶(stevia leave)等，而另一方面木素纤维素原料还可源自林产品以及农业产业的副产品。通常称为木素纤维素生物质、或简称为纤维素生物质，该生物质组成纤维素、半纤维素和木质素的复杂复合物。这些底物向糖类和其他产物的转化涉及三个主要步骤；预处理、水解、然后化学或生物化学转变。

[0004] 底物的预处理可设计为将底物生物质分级为木质素和全纤维素(纤维素和半纤维素的混合物)。木质素可用于增值化学品的生产，而得到的全纤维素组分可使用称为纤维素酶的酶的组合水解，用于释放糖。这些糖通过化学和生物转变的一种或多种组合应用于化学品和材料的生产。糖类除了作为燃料、能源和化学品的前体以外，如果分离并纯化至需要的水平，还可应用于食品和制药工业。

[0005] 预处理的目标是松动纤维素、半纤维素、和木质素之间的化学键。酸预处理是最广泛使用的方法，但缺点在于不环保并且除了得到较低产量的单糖类和形成发酵毒性副产物之外还需要昂贵的结构材料。水热法或蒸汽爆破(steam explosion)为下一个受欢迎的选择但是缺点在于可扩展性问题。碱水解是昂贵的，但是产生高质量的纤维素残余物并且得到较高产量的可发酵糖类。考虑到涉及的成本，如AFEX和溶剂法等其它选择不太可能得到接受。

[0006] 方法的选择是由许多因素决定的，最重要的为生物质的类型。将生物质基于得到酶水解性生物质所需的预处理的苛刻度进行分级。因此，虽然甘蔗渣为‘低苛刻度’生物质，但是木片和棉花或麻风树属(jatropha)植物废料为‘高苛刻度’生物质。大多数农业谷物残余物将归类为低至中苛刻度生物质。

[0007] 大多数预处理技术留下用于水解成糖类的‘去木质化(de-lignified)’和‘软化’的残余固体物质。

[0008] 选择在于使整个生物质经过接下来的糖化步骤而不分级成分离的组分或者在分级的组分即纤维素、半纤维素和木质素的分离之后使生物质进行糖化。当要将所有组合的糖类即葡萄糖、木糖等等一起转化为乙醇时，前者方法通常是优选的。然而，由于已知木质素降解的产物例如酚类(phenolics)、乙酸、甲酸等抑制随后的转化过程，因此去木质化是重要的步骤。

[0009] 经过一段时间后，显而易见的是生物质分离为其构成组分，即纤维素、半纤维素和木质素具有数个优势。这些优势包括糖化步骤中较高的糖类产量和较低的酶消耗量，尤其是当目的是制造高纯度糖类时。糖化步骤构成水解反应，由此高分子纤维素(polymeric cellulose)和半纤维素分解成它们的单体组分。虽然已经尝试了许多非生物学途径，但基本上确定的是酶促水解可以在较少形成不期望的副产物的情况下以高的产量最佳地提供糖类。

[0010] 然而，为了使用用于商业或可扩展的应用的酶水解技术，存在需要注意的多个问题。水解或酶促糖化涉及纤维素酶、最经常各内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和葡萄糖苷酶的一种以上的混合物的使用，用于将纤维素多糖分解成单体葡萄糖部分。充分记载的事实是，在水解的过程中，由于葡萄糖开始在系统中积聚，因此抑制葡萄糖苷酶，导致纤维二糖积聚。这引起外切葡聚糖酶和内切葡聚糖酶的抑制，总体结果是糖化过程停止而不足100％。结果为分别由单糖如葡萄糖、木糖、阿拉伯糖，二糖和寡糖如纤维二糖和纤维寡糖组成的糖类的混合物。

[0011] 寡糖和二糖浓度取决于反应条件而不同，并且可以从低底物负载反应(substrate loading reactions)中的0.1mg/ml到其中底物浓度高达20％的50mg/ml不等。如果高纯度食物级葡萄糖(纯度大于99.5％)是期望的产品或即使当最终产品用于葡萄糖向其它增值产品的转化时，这些寡糖水解或分离成单糖是先决条件。

[0012] 在通过用于将纤维素生物质向葡萄糖转化的已知方法来生产糖类的经济性方面存在数个关注的因素。由于纤维素衍生的高纯度葡萄糖的需求容易在食品工业和许多其它工业中得到越来越多的应用和接受，因此能够提供均质和高纯度的葡萄糖的稳健的方法是必要的。发明内容

[0013] 在本公开的一方面，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物(permeate)级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物(retentate)级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0014] 在本公开的一方面，提供通过包括以下步骤的方法生产的葡萄糖：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0015] 在本公开的一方面，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备的果糖，所述葡萄糖通过包括以下步骤的方法生产：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0016] 在本公开的一方面，提供葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过包括以下步骤的方法得到：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度；并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。

[0017] 在本公开的一方面，提供包含葡萄糖、果糖、或葡萄糖和果糖的混合物的消费产品，其中葡萄糖通过包括以下步骤的方法制备：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；
(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于
98％的葡萄糖纯度；果糖使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备；并且所述产品选自由食物、饮料、药物组合物、烟草产品、营养组合物、口腔卫生组合物和化妆品组合物组成的组。

[0018] 在本公开的一方面，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质，和(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-
130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在40-50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0019] 在本公开的一方面，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-
130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度为40-50mg/g纤维素生物质残余物的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90-98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合并且将糖溶液蒸发，从而得到大于98％的葡萄糖。

[0020] 在本公开的一方面，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备果糖的方法，其中所述葡萄糖通过包括以下步骤的方法制备：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.0％的葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

具体实施方式

[0021] 本领域技术人员将意识到的是，除了具体描述的那些以外，将本公开进行变化和修改。应当理解，本公开包括所有这样的变化和修改。本发明还包括在本说明书中单个地或整体地提及或指出的所有这样的步骤、特征、组合物和化合物，以及任意的或多个这样的步骤或特征的任意和所有组合。

[0022] 定义：

[0023] 为了方便，在本公开的进一步描述之前，这里集中了用于本说明书和实施例的某些术语。这些定义应当根据本公开的其余部分来阅读并且如本领域技术人员所理解。本文使用的术语具有本领域技术人员所认可和已知的含义，然而，为了方便和完整，特定的术语和它们的含义在以下列出。

[0024] 冠词“一个/种(a)”、“一个/种(an)”和“所述(the)”用于指一个/种或指大于一个/种(即，指至少一个/种)冠词的语法对象。

[0025] 术语“包含(comprise)”和“包含(comprising)”用于包含性的、开放式含义，意指可以包括额外的要素。其不旨在解释为“仅由...组成”。

[0026] 贯穿本说明书，除非上下文另有要求，词语“包含(comprise)”以及例如“包含(comprises)”和“包含(comprising)”等变化将理解为暗示包括所述的要素、或步骤、或要素或步骤的组，但不排除任何其他要素、或步骤、或要素或步骤的组。

[0027] 术语“包括(including)”用于意指“包括但不限于”。“包括”和“包括但不限于”可互换使用。

[0028] 本文使用的术语“经预处理的纤维素生物质”是指通过木素纤维素生物质的任何预处理得到的纤维素组合物，从而生产作为50至95％纤维素的纤维素生物质残余物。

[0029] 本文使用的术语“纤维素生物质残余物”是指通过多种预处理方法得到的过程中间体纤维素，其中纤维素残余物中的糖组分具有98-99.5％葡萄糖单元。

[0030] 本文使用的术语“高纯度葡萄糖”是指在酶促处理之后得到的具有大于98％的纯度和低于2％的其它糖类的葡萄糖。

[0031] 本文使用的术语“不溶性组分”是指在纤维素酶处理之后剩余的未处理的纤维素和不溶性纤维素酶的混合物。

[0032] 术语“纯度”或“纯(pure)”可互换使用，并且是指分析纯度，其为HPLC定量测定所分析的样品(纤维素水解产物的渗透物和渗余物级分)中的溶解的糖类固体中的期望组分(单体葡萄糖)的百分含量。

[0033] 本文使用的术语“糖溶液”是指糖的溶液，其中糖部分为葡萄糖、纤维二糖和其它可溶性寡糖。

[0034] 本文使用的术语“纤维素酶”是指一类能够将纤维素(β-l,4-葡聚糖或β-D-葡糖苷键)水解成较短的寡糖、纤维二糖和/或葡萄糖的酶。

[0035] 本文使用的术语“β-葡萄糖苷酶”意指催化葡萄糖低聚物(包括但不限于纤维二糖)的水解的β-D-葡糖苷糖水解酶，主要导致相应的糖单体即葡萄糖的释放。

[0036] 术语“纤维素水解产物”包含寡糖(纤维三糖、纤维四糖等)、二糖类(纤维二糖)和单糖(葡萄糖)单元。

[0037] 除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然与本文所述的那些相似或等同的任何方法和材料可以用于本公开的实施或试验，但是现在描述优选的方法和材料。本文提及的所有出版物通过引用并入本文。

[0038] 本公开在范围上不受本文所述的具体实施方案的限制，这些具体实施方案仅旨在示例目的。功能上等同的产品、组合物和方法明确地在如本文所述的公开内容的范围内。

[0039] 在本公开的实施方案中，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0040] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中葡萄糖纯度大于99％。

[0041] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中步骤(a)中的所述处理方法选自由酸、碱、有机溶剂、氨纤维爆破(ammonia fibre explosion,AFEX)、臭氧分解、湿式氧化、生物学方法、微波辐射及其组合组成的组。

[0042] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述酸选自由硫酸、盐酸、氢溴酸、硝酸、磷酸、柠檬酸、草酸、甲酸、乙酸、苯甲酸及其组合组成的组，并且酸浓度在0.1％至25％(w/w)的范围内。

[0043] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述酸浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内。

[0044] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述碱选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铵、氨、碱衍生物及其组合组成的组，并且碱浓度在0.1％至25％(w/w)的范围内。

[0045] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述碱浓度在0.1％至2％(w/w)的范围内。

[0046] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述处理方法为酸-酸处理。

[0047] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述处理方法为酸-碱-酸处理。

[0048] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中经预处理的纤维素生物质可以通过酸-酸处理方法和/或酸-碱-酸处理方法转化为经处理的纤维素生物质残余物，其中两种处理方法均提供在经处理的纤维素生物质残余物中相同量的纤维素纯度。

[0049] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述酸-酸处理包括：(a)使经预处理的纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含80-95％纤维素的第一纤维素生物质，和(b)使所述第一纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物。

[0050] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述酸-碱-酸处理包括：(a)使经预处理的纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含80-95％纤维素的第一纤维素生物质；(b)使第一纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.1％至2％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至
100分钟的时间，从而得到包含95-98％纤维素的第二纤维素生物质；和(c)使第二纤维素生物质在50℃至150℃的范围内的温度下与浓度在0.5％至8％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至100分钟的时间，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物。

[0051] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃至60℃的范围内的温度下与纤维素酶接触在30分钟至180分钟的范围内的时间。

[0052] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中使所述经处理的纤维素生物质残余物在50℃的温度下与纤维素酶接触120分钟的时间。

[0053] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述纤维素酶的浓度在40至60mg/g经处理的纤维素生物质的范围内。

[0054] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述纤维素酶的浓度为50mg/g经处理的纤维素生物质。

[0055] 在本公开的实施方案中，提供生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中，纤维素酶可以为固定化酶。

[0056] 在本公开的实施方案中，提供生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中，纤维素水解产物的生产可以使用固定化酶进行。

[0057] 在本公开的实施方案中，提供生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中，提供的固定化系统在反应器或填充柱系统中工作。

[0058] 在本公开的实施方案中，提供酶催化的填充床柱，其用于在高浓度的葡萄糖或纤维二糖的存在下的酶促处理。

[0059] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述纤维素水解产物通过选自由膜过滤、旋转过滤、平板过滤及其组合组成的组中的常规方法分离。

[0060] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述纤维素水解产物通过膜过滤方法分离。

[0061] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中使用截留分子量在0.1-0.3kDa的范围内的膜进行过滤。

[0062] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中使用纳米过滤进行过滤。

[0063] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述糖类包含寡糖，所述寡糖包含二糖类、三糖类、四糖类及其组合。

[0064] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中将所述渗余物级分在40℃至60℃的范围内的温度下用β-葡萄糖苷酶处理45分钟至60分钟的时间。

[0065] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中将所述渗余物级分在55℃的温度下用β-葡萄糖苷酶处理55分钟的时间。

[0066] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中β-葡萄糖苷酶浓度在10至85CBU/g纤维素的范围内。

[0067] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中β-葡萄糖苷酶浓度在10至60CBU/g纤维素的范围内。

[0068] 在本公开的实施方案中，提供生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中，β-葡萄糖苷酶可以为固定化酶。

[0069] 在本公开的实施方案中，提供固定化系统，其中即使在十五个重复循环之后仍保留固定化的β-葡萄糖苷酶的活性。

[0070] 在本公开的实施方案中，与在现有技术中公开的方法中所需的数小时相比，可以提供用于在各反应器中生产具有高纯度的葡萄糖的减少的停留时间(约180分钟)。

[0071] 葡萄糖吸附的减少和纤维素水解产物向葡萄糖的完全转化通过如下得到：在1.8至3.8ml/分钟的范围内的流速下、经15分钟至75分钟范围内的停留时间，使反应混合物沿向上的方向通过第一填充床柱然后沿向下的方向通过第二填充床柱。

[0072] 在本公开的实施方案中，提供固定化酶系统，其中固定化酶系统可以反复用于处理纤维素水解产物多达15个循环，保留90至100％的范围内的活性。

[0073] 在本公开的实施方案中，提供通过使用固定化的反应器或膜过滤、旋转过滤和平板过滤的常规分离方法用于将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离的方法。

[0074] 在本公开的实施方案中，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质，和(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在40-
50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过
99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0075] 在本公开的实施方案中，提供用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其包括以下步骤：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度在40-50mg/g纤维素生物质残余物的范围内的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有
90-98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于
99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合并且将糖溶液蒸发，从而得到大于98％的葡萄糖。

[0076] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中进行酶的膜分离以进行充分的再循环。

[0077] 在本公开的实施方案中，提供用于生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，所述方法涉及酶催化处理，其用于使包含含有大于98％的葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物增溶从而产生包括90至98％的作为单体葡萄糖的糖和剩余的寡糖例如纤维二糖和纤维三糖等的纤维素水解产物。随后，该纤维素水解产物用β-葡萄糖苷酶处理。

[0078] 在本公开的实施方案中，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备果糖的方法，其中所述葡萄糖通过如本文所述的方法制备。

[0079] 在本公开的实施方案中，提供通过如本文所述的方法生产的葡萄糖，其中所述方法包括：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0080] 在本公开的实施方案中，提供通过如本文所述的方法生产的葡萄糖，其中所述方法包括：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质，和(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在40-50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0081] 在本公开的实施方案中，提供通过如本文所述的方法生产的葡萄糖，其中所述方法包括：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度在40-
50mg/g纤维素生物质残余物的范围内的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90-98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合并且将糖溶液蒸发，从而得到大于98％的葡萄糖。

[0082] 在本公开的实施方案中，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备的果糖，所述葡萄糖通过如本文所述的方法生产。

[0083] 在本公开的实施方案中，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备的果糖，所述葡萄糖通过包括以下的方法生产：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0084] 在本公开的实施方案中，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备的果糖，所述葡萄糖通过包括以下的方法生产：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质，和(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-
130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在40-50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0085] 在本公开的实施方案中，提供使用葡萄糖异构酶从葡萄糖制备的果糖，所述葡萄糖通过包括以下的方法生产：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-
130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度在40-50mg/g纤维素生物质残余物的范围内的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90-98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合并且将糖溶液蒸发，从而得到大于
98％的葡萄糖。

[0086] 在本公开的实施方案中，提供葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过如本文所述的方法得到，并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。

[0087] 在本公开的实施方案中，提供葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过包括以下的方法得到：(a)使包含50％至95％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行一种处理方法，从而得到包含含有大于99.5％葡萄糖的多糖的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使从步骤(a)得到的所述经处理的纤维素生物质残余物与纤维素酶接触，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度，并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。

[0088] 在本公开的实施方案中，提供葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过包括以下步骤的方法得到：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行两步酸-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质，和(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至20分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物；(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度范围在40-50mg/g经处理的纤维素生物质残余物下的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90至98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使从步骤(c)得到的纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含超过99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖纯度，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合从而得到大于98％的葡萄糖纯度，并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。

[0089] 在本公开的实施方案中，提供葡萄糖和果糖的混合物，其中葡萄糖通过包括以下的方法得到：(a)使包含60％至90％纤维素的经预处理的纤维素生物质进行三步酸-碱-酸处理方法，从而得到包含98-99％纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，其中所述酸-碱-酸处理包括：(i)使经预处理的纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至15分钟的时间，从而得到包含浓度在80-95％的范围内的纤维素的第一纤维素生物质；(ii)使所述第一纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在0.1-0.5％(w/w)的范围内的碱接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在95-98％的范围内的纤维素的第二纤维素生物质；和(iii)使所述第二纤维素生物质在100℃-130℃的范围内的温度下与浓度在1-3％(w/w)的范围内的酸接触5分钟至30分钟的时间，从而得到包含浓度在98-99％的范围内的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物，(b)使所述经处理的纤维素生物质残余物在40℃-50℃的范围内的温度下与浓度在40-
50mg/g纤维素生物质残余物的范围内的纤维素酶接触90分钟至120分钟的时间，从而得到纤维素水解产物、和不溶性组分，其中所述纤维素水解产物包含含有90-98％的单体葡萄糖的糖类；(c)将纤维素水解产物与纤维素酶和不溶性组分分离；(d)使纤维素水解产物进行过滤处理，从而得到包含糖类的渗透物级分，其中所述糖类包含大于99％的葡萄糖，以及包含低聚物、纤维二糖、纤维三糖及其组合的渗余物级分；(e)将渗余物级分用β-葡萄糖苷酶处理从而得到糖溶液，其中所述糖包含大于99％的葡萄糖，并且将糖溶液与β-葡萄糖苷酶分离；和(f)将渗透物级分和糖溶液混合并且将糖溶液蒸发，从而得到大于98％的葡萄糖，并且使用葡萄糖异构酶转化为果糖。

[0090] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述经处理的纤维素生物质残余物可以导致大于98％的纤维素纯度，其中从经预处理的纤维素生物质中完全除去木质素低于5％的木聚糖。

[0091] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述经处理的纤维素生物质残余物包含低于1％的木聚糖。

[0092] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述经处理的纤维素生物质残余物包含于0.1％的木聚糖。

[0093] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中所述经处理的纤维素生物质残余物不包含木聚糖。

[0094] 在本公开的实施方案中，提供如本文所述的用于从经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法，其中酸或碱用于预处理过程，至少50％以上的该酸或碱从该方法中回收。

[0095] 在本公开的实施方案中，提供涉及用于从包含50％至95％纤维素的纤维素生物质分离包含含有大于98％葡萄糖单元的多糖的纤维素残余物的一个以上的处理步骤的方法。所得纤维素残余物适用于用于生产大于98％单体葡萄糖的酶促处理。

[0096] 在本公开的实施方案中，提供包含如本文所述的葡萄糖、如本文所述的果糖、或如本文所述的葡萄糖和果糖的混合物的消费产品，其中所述产品选自由食物、饮料、药物组合物、烟草产品、营养组合物、口腔卫生组合物和化妆品组合物组成的组。

[0097] 在本公开的实施方案中，提供饮料，其中所述饮料选自由增强型起泡饮料(enhanced sparkling beverage)、可乐、柠檬-酸橙味起泡饮料、橙味起泡饮料、葡萄味起泡饮料、草莓味起泡饮料、凤梨味起泡饮料、姜汁汽水、软饮料、根汁汽水(root beer)、果汁(fruit juice)、水果调味汁(fruit flavoured juice)、果汁饮料(juice drink)、花蜜、蔬菜汁、蔬菜调味汁、运动饮料、能量饮料、增强型水饮料、椰子水、茶型饮料、咖啡、可可饮料、含奶组分的饮料、含谷物提取物和冰果露(smoothie)的饮料组成的组。

[0098] 在本公开的实施方案中，提供饮料，其中所述饮料进一步包含选自由皂苷、抗氧化剂、膳食纤维源、脂肪酸、维生素、葡萄糖胺、矿物质、防腐剂、水合剂、益生菌(probiotics)、益生元(prebiotics)、重量管理剂、骨质疏松管理剂、植物雌激素、长链饱和脂肪族伯醇(long chain primary aliphatic saturated alcohols)、植物甾醇及其组合组成的组的一种以上的功能性成分。

[0099] 在本公开的实施方案中，提供包含如本文所述的葡萄糖、如本文所述的果糖、或如本文所述的葡萄糖和果糖的混合物的消费产品，其中所述产品选自由食物、饮料、药物组合物、烟草产品、营养组合物、口腔卫生组合物和化妆品组合物组成的组，并且其中所述饮料选自由增强型起泡饮料、可乐、柠檬-酸橙味起泡饮料、橙味起泡饮料、葡萄味起泡饮料、草莓味起泡饮料、凤梨味起泡饮料、姜汁汽水、软饮料、根汁汽水、果汁、水果调味汁、果汁饮料、花蜜、蔬菜汁、蔬菜调味汁、运动饮料、能量饮料、增强型水饮料、椰子水、茶型饮料、咖啡、可可饮料、含奶组分的饮料、含谷物提取物和冰果露的饮料组成的组。

[0100] 实施例

[0101] 现在将用工作例说明本公开，所述工作例旨在说明本公开的工作并且不旨在限制性地用于暗示对本公开的范围的任何限制。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然与本文所述的那些相似或等同的方法和材料可以用于所公开的方法和组合物的实施，但是在本文中描述示例性的方法、装置和材料。应当理解，由于这样的方法和条件可以变化，因此本公开不限于记载的特定的方法和实验条件。

[0102] 实施例1

[0103] 用于生产包含大于98％的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物的经预处理的纤维素生物质的两步酸-酸处理

[0104] 将10g的经预处理的纤维素生物质在400ml的高压反应器中与190g的2％(w/w)硝酸混合。将反应混合物加热至130℃15分钟然后冷却至RT(室温，22-28℃)。将浆料过滤从而得到包含80-95％纯度的纤维素的第一纤维素生物质和滤液。使得到的滤液进行膜过滤从而将水解的木质素和木糖与酸分离[表1(a)]。将第一固体残余物在同一反应器中与90g的2％(w/w)硝酸混合。将反应混合物加热至130℃15分钟然后冷却至RT(室温，22-28℃)。将浆料过滤从而得到经处理的纤维素生物质残余物[表1(b)]。使滤液进行膜过滤从而回收酸。

[0105] 表1(a)：在第一酸(硝酸)处理之后得到的第一纤维素生物质的纯度

[0106]

[0107] 表1(b)：在第二酸(硝酸)处理之后得到的经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素的纯度

[0108]

[0109] 实施例1提供在酸-酸处理之后得到的经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素的纯度，其中表1(a)提供在第一硝酸处理之后得到的第一纤维素生物质中的纤维素的纯度。从表1(a)清楚地看到，存在纤维素的百分比的富集和木聚糖和木质素的百分比的减少；并且表1(b)提供在第二硝酸处理之后得到的经处理的纤维素生物质的纤维素的纯度。从表
1(b)清楚地看到，在用硝酸处理第一纤维素生物质时，存在具有约0％木聚糖和低于1％木质素的经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素百分比的富集。

[0110] 实施例2

[0111] 用于生产包含大于98％的纤维素的经处理的纤维素生物质残余物的三步酸-碱-酸处理

[0112] 将100g的经预处理的纤维素生物质在5L的高压反应器中与1900kg的2％(w/w)硝酸混合。将反应混合物加热至130℃15分钟然后逐渐冷却至RT(室温，22-28℃)。在冷却之后，将浆料过滤从而得到包含具有80至95％纯度的纤维素的第一纤维素生物质、和滤液。使得到的滤液进行膜过滤从而将水解的木质素和木聚糖与硝酸分离。将第一纤维素生物质在同一反应器中与900g的0.5％(w/w)NaOH混合。将反应混合物加热至120℃30分钟然后逐渐冷却至RT(室温，22-28℃)。在冷却之后，将浆料过滤从而得到包含95至98％纯度的纤维素的第二纤维素生物质。将第二纤维素生物质与620g的2％(w/w)硝酸混合。将反应混合物加热至120℃30分钟然后逐渐冷却至RT(室温，22-28℃)。在冷却之后，将浆料过滤从而得到经处理的纤维素生物质残余物。使滤液进行膜过滤从而回收酸。

[0113] 表2(a)：在第一酸处理之后得到的第一纤维素生物质的纯度

[0114]

[0115] 表2(b)：在碱处理之后得到的第二纤维素生物质的纯度

[0116]

[0117] 表2(c)：在第二酸处理之后得到的经处理的纤维素生物质残余物的纯度[0118]

[0119] 表2(d)：酸和碱浓度对经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素纯度的影响[0120]

[0121] 实施例2提供在酸-碱-酸处理得到的经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素的纯度，其中表2(a)提供在第一硝酸处理之后得到的第一纤维素生物质中的纤维素的纯度，表2(b)提供在碱处理之后得到的经处理的纤维素生物质中的纤维素的纯度，表2(c)提供在硝酸处理之后得到的经处理的纤维素生物质中的纤维素的纯度，并且表2(d)提供在不同的时间和温度下酸和碱浓度对经处理的纤维素生物质残余物中的纤维素的纯度的影响。从表2(d)清楚地看到如果进行经预处理的纤维素生物质的酸-碱-酸处理从而得到经处理的纤维素生物质残余物，则当硝酸浓度为2％(w/w)在130℃的温度下15分钟的时间以及NaOH浓度为0.5％(w/w)在110℃的温度下15分钟的时间时，得到最高纤维素纯度。

[0122] 实施例3

[0123] 在处理之后得到的经处理的纤维素生物质的酶促水解

[0124] 将从两步酸-酸处理和三步酸-碱-酸得到的经处理的纤维素生物质残余物使用商用纤维素酶进行酶促水解。将lg的纤维素残余物在250ml的锥形瓶中悬浮在100ml的酸化水(pH 5)中，从而制造1％(w/v)浆料悬液。以83mg/g纤维素的蛋白质上样量(protein loading)将纤维素酶添加至各烧瓶。将这些烧瓶在维持在50℃和200rpm下的旋转振荡器中温育12小时。使得到的纤维素水解产物通过超滤膜从而保留不溶性固体残余物和纤维素酶。表3提供经处理的纤维素生物质残余物的％酶促水解，从而得到纤维素水解产物。

[0125] 表3：在酶促水解之后的纤维素转化

[0126]

[0127] 实施例4

[0128] 使用实施例1中生产的纤维素生产纯化的葡萄糖

[0129] 将从两步酸-酸处理得到的经处理的纤维素生物质残余物用于得到高纯度葡萄糖溶液。在连接至膜组件的1500ml的夹套反应器中将50g的经处理的纤维素生物质残余物悬浮在1000ml的酸化水(pH 5)从而制造5％(w/v)的浆料悬液。将浆料使用顶置式搅拌器(overhead stirrer)在200rpm下混合，提供热水循环从而使反应器维持在50℃并且使用1M NaOH将pH调节至5。以50mg/g纤维素的蛋白质上样量添加纤维素酶并且使其水解2h(表4)。使得到的纤维素水解产物通过超滤膜从而保留不溶性固体残余物和纤维素酶。使包含
88.18％葡萄糖、10.21％纤维二糖和1.23％纤维三糖的澄清纤维素水解产物通过截留分子量在0.2-0.3kDa的范围内的滤膜从而渗透葡萄糖并且保留纤维低聚物。然后将渗余物用β-葡萄糖苷酶处理从而水解残留的纤维低聚物(表4)。之后使其通过超滤膜从而保留酶并且渗透具有99.03％葡萄糖和0.5％纤维二糖的葡萄糖溶液。表4提供在顺次的酶促水解之后得到的葡萄糖纯度。

[0130] 实施例5

[0131] 使用实施例2中生产的纤维素生产高纯度葡萄糖:

[0132] 将从三步酸-碱-酸处理得到的经处理的纤维素生物质残余物(98-99％)用于得到高纯度葡萄糖溶液。在连接至膜组件的夹套反应器中将35g的经处理的纤维素生物质残余物悬浮在700ml的酸化水(pH5)中从而制造5％(w/v)的浆料悬液。将浆料使用顶部搅拌器在200rpm下混合，提供热水循环从而使反应器维持在50℃并且使用1M NaOH将pH调节至5。将纤维素酶以50mg/g纤维素的蛋白质上样量添加并且使其水解2h(表4)。使得到的纤维素水解产物通过超滤膜从而保留不溶性固体残余物和纤维素酶。使包含88.70％葡萄糖、9.87％纤维二糖和1.15％纤维三糖的澄清纤维素水解产物通过截留分子量在0.2-0.3kDa的范围内的滤膜，从而渗透葡萄糖并且保留纤维低聚物。然后将渗余物用β-葡萄糖苷酶处理，从而水解残留的纤维低聚物(表4)。之后使其通过超滤膜从而保留酶并且渗透具有99.05％葡萄糖和0.5％纤维二糖的葡萄糖溶液。

[0133] 表4：在酶促水解之后得到的葡萄糖纯度

[0134]

[0135] 表4提供在利用纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的酶促水解之后得到的葡萄糖的纯度。从表4清楚地看到当将经处理的纤维素生物质残余物用纤维素酶处理时，在包含在82％-
92％的范围内的葡萄糖纯度的渗余物级分中得到纤维素水解产物。使在用纤维素酶处理之后得到的渗透物级分进行β-葡萄糖苷酶处理从而得到大于98％的葡萄糖纯度。

[0136] 本公开提供使用热、化学和酶促处理从包含50-95％纤维素的经预处理的纤维素生物质生产纯度大于98％的葡萄糖的方法。本公开的方法涉及经预处理的纤维素生物质的温和的酸-酸和/或酸-碱-酸处理，用于生产包含含有大于98％的葡萄糖单元的多糖的经处理的纤维素生物质残余物。该处理导致高度适用于利用纤维素酶的受控酶促反应的高纯度纤维素，从而得到纤维素水解产物和不溶性组分。进一步，使纤维素水解产物和不溶性组分进行过滤处理从而得到渗透物级分和渗余物级分。渗透物级分包含糖类，其中所述糖类在其中包含大于99％的葡萄糖单元。渗余物级分包含低聚物、纤维二糖和纤维三糖，其进一步进行利用β-葡萄糖苷酶的酶促处理从而得到糖溶液，其中所述糖溶液在其中包含大于99％的葡萄糖单元。本公开的方法还涉及酶和寡糖的膜分离，用于葡萄糖的再循环和分离，从而避免产物反馈抑制，并且产生纯度大于98％的葡萄糖。

[0137] 本方法的优势与现有技术中已知的相比显示转化率方面的高效率、较短的反应时间和较好的酶利用率以及因此改善的经济性。

[0138] 本公开提供用于通过酶催化处理来产生纤维素水解产物的方法。使用利用纤维素酶的受控酶促反应产生纤维素水解产物。系统中的酶、化学品和溶剂可以循环利用，在一些情况下达到大于95％，从而确保最小的污染负荷和足够的生产的经济性。本发明提供较短的反应时间与较高的转化率(大于90％)，导致该方法与常规方法相比增加的生产率。该技术提供用于大规模实施的快速且连续的方法步骤，并且允许从低木质素软生物质原料至高木质素硬生物质原料的所有类型的生物质原料的使用。重要的是要注意纤维素水解产物向大于98％纯度的葡萄糖的转化可以在30分钟至180分钟的范围内的时间段内获得。该方法关注即使在使用低β-葡萄糖苷酶的情况下所使用的酶的产物抑制并且增强纤维素水解产物向葡萄糖的转化，从而得到糖溶液，其中糖溶液包含大于98％的葡萄糖纯度。在其中将酸用于预处理的实施例中，该方法可以导致至少50％的酸回收率。在一些实施方案中，低温(至多150℃)下温和的酸的使用还减少糖降解产物的形成。用于该方法的碱和酸可以在该方法中循环利用。所使用的水也被循环利用，由此在回收木质素并且在任一方法步骤中都不形成显著量的盐的情况下，使基于本技术的工厂成为潜在的零排放场所。

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