一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法专利检索-未知结构的化合物专利检索查询-专利查询网

一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法
申请号	CN202310418773.0	申请日	2023-04-19	公开(公告)号	CN116426585A	公开(公告)日	2023-07-14
申请人	江南大学;			发明人	孙付保; 宋国杰; 孙驰贺; 任洪艳; 胡芸;
摘要	本发明公开了一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法，属于生物质精炼技术领域。为解决目前农林生物质预处理过程中存在的木质素再缩合以及酶解过程对纤维素酶产生非生产性吸附的问题，本发明通过在农林生物质预处理过程中添加非离子表面活性剂，提供了包括非离子表面活性剂辅助有机溶剂预处理、生物质糖化以及回收木质素步骤的农林生物质预处理方法。该方法中添加的表面活性剂优先与木质素的活性位点发生反应，抑制了分馏过程中木质素的再缩合反应，进而提高了后续底物酶解产糖效率，同时获得了非缩合、高活性木质素，实现了综纤维素和木质素的增值利用。
权利要求	1.一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 1)农林生物质原料粉碎，过筛，烘干至恒重备用； 2)非离子表面活性剂辅助有机溶剂预处理：将步骤1)获得的原料与有机溶剂按照1:5‑ 1:15的质量比进行混合，以原料与有机溶剂混合液的质量计，添加0.15‑1.2％的非离子表面活性剂，搅拌均匀后加热升温至120‑250℃，保温15‑120min，降温冷却后加入沸水搅拌，经抽滤分离获得固体基质和预处理液，用水对固体基质进行洗涤，经烘干备用； 3)木质素的获得：向步骤2)获得的预处理液中加入5‑10倍体积的水，调节pH为2.0‑ 3.0，离心获得沉淀，洗涤后冷冻干燥即得木质素； 4)酶解产糖：将步骤2)获得的固体基质按照2g:100mL‑30g:100mL的料液比添加至柠檬酸缓冲液中，按照2‑10FPU/g固体基质的添加量加入纤维素酶，在40‑50℃，140‑200rpm条件下酶解48‑96h。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述的农林生物质原料为甘蔗渣、秸秆、麦草、稻草、硬木、软木纤维质废弃物和草本类植物中的任意一种或两种以上的组合。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述非离子表面活性剂是PEG‑系列、Tween‑系列、Triton‑X‑系列、AEO‑系列中的任意一种或两种以上非离子表面活性剂的混合。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述有机溶剂的纯度为100％，或所述有机溶剂为浓度40％以上的水溶液。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述预处理为自催化或外加催化剂催化。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述自催化加热升温至180‑250℃，保温 30‑120min。 7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述外加催化剂催化为添加酸，碱或金属盐进行催化。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当添加碱进行催化时，加热升温至165‑210℃，保温30‑60min；当添加酸或金属盐进行催化时，加热升温至120‑200℃，保温20‑60min。 9.由权利要求1‑8任意一项所述方法制备获得的木质素，其特征在于，所述木质素为非缩合、浅棕色、醚化的木质素。 10.由权利要求1‑8任意一项所述方法制备获得的酶解产糖糖液，其特性在于，所述酶解产糖糖液的葡萄糖浓度为8‑160g/L，酶解率为60‑95％。
说明书全文	一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法技术领域 [0001] 本发明属于生物质精炼技术领域，涉及一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质的方法，具体涉及一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质抑制木质素再缩合生产可发酵性糖并联产高活性木质素的方法。背景技术 [0002] 利用农林生物质作为可再生能源是减少当前对化石资源依赖的最有希望的替代方案。农林生物质主要包括纤维素、半纤维素以及木质素，其综纤维素可以酶水解生产可发酵性糖，继而利用发酵糖液生产燃料乙醇、乳酸等工业产品；此外木质素可以加以利用生产高附加值材料。然而，由于生物质结构致密无法直接被利用，通常需要预处理打破其结构以分馏各组分实现全组分利用。 [0003] 现有技术中已经记载的常压甘油有机溶剂预处理方法呈现出很多优势(ZL200710177982.1；ZL200610113216.4；ZL2016112567017)：1)各种生物质原料适用性强；2)预处理后底物具有的可酶解性显著增强；2)可常压运行，安全性高；3)甘油的热敏性好(比热容约为水的60％)，反应过程控温性佳且升/降温较快；4)呋喃类发酵抑制物生成量少；5)甘油是微生物生长的常用碳源，少量甘油残留对后续酶解发酵无不良影响；6)甘油木质素具有较好的工业应用价值；7)该预处理可关联生物柴油和纤维素乙醇两种新型生物燃料，有希望推进植物油基和纤维素基生物炼制的工业化同步发展。然而，单纯利用甘油有机溶剂蒸煮农林纤维类生物质存在着预处理过程温度过高、时间过长的问题，限制了其工业化应用。因此，如何在不牺牲基质产糖能力下进一步降低预处理强度以节省能耗，成为亟待解决的问题。 [0004] 而且，在农林纤维类生物质预处理过程中，大部分预处理方法往往都会使溶解的木质素发生再缩合，沉积到预处理后底物的表面，形成木质素沉积物。这些木质素沉积物具有强疏水性以及高酚羟基含量，常常会在后续酶解过程发生纤维素酶的无效性吸附，导致纤维素酶无谓损失，从而不利于底物的后续酶解。同样地，有机溶剂预处理在剧烈反应条件(例如强碱，高温，长时间等)下会导致木质素β‑O‑4过度断裂以及更稳定的C‑C键形成，使其发生了木质素再缩合现象，这不但增加了预处理基质中木质素对纤维素酶的非生产性吸附现象造成酶解效率低下，而且分馏的木质素具有的低β‑O‑4键以及再缩合结构不利于后续高附加值利用。因此，开发提高预处理基质的可酶解性，分馏木质素而不会导致结构再聚合的生物质预处理方法是解决生物质全组分利用的关键问题。在这样的背景下，研究高效的生物质原料预处理技术对于我国可再生能源的利用具有重要的现实和战略意义。发明内容 [0005] 针对目前农林生物质预处理过程中存在木质素再缩合的现象以及酶解过程对纤维素酶产生非生产性吸附的情况，本发明在农林生物质预处理过程中添加非离子表面活性剂，显著提高了预处理效率，使预处理后底物的可酶解性显著增强；此外，分馏获得的高活性木质素具有高β‑O‑4键、丰富的羟基含量以及非缩合结构，显著增强了木质素后续的功能化增值利用价值。本发明的具体技术方案如下： [0006] 本发明的第一个目的是提供一种利用表面活性剂辅助预处理农林生物质抑制木质素再缩合生产可发酵性糖并联产高活性木质素的方法，所述方法包括以下步骤： [0007] 1)农林生物质原料粉碎，过筛，烘干至恒重备用； [0008] 2)非离子表面活性剂辅助有机溶剂预处理：将步骤1)获得的原料与有机溶剂按照1:5‑1:15的质量比进行混合，以原料与有机溶剂混合液的质量计，添加0.15‑1.2％的非离子表面活性剂，搅拌均匀后加热升温至120‑250℃，保温15‑120min，降温冷却后加入沸水搅拌，经抽滤分离获得固体基质和预处理液，用水对固体基质进行洗涤，经烘干备用； [0009] 3)木质素的获得：向步骤2)获得的预处理液中加入5‑10倍体积的水，调节pH为2.0‑3.0，离心获得沉淀，洗涤后冷冻干燥即得木质素； [0010] 4)酶解产糖：将步骤2)获得的固体基质按照2g:100mL‑30g:100mL的料液比添加至柠檬酸缓冲液中，按照2‑10FPU/g固体基质的添加量加入纤维素酶，在40‑50℃，140‑200rpm条件下酶解48‑96h。 [0011] 在本发明的一种实施方式中，步骤1)所述的农林生物质原料为甘蔗渣、秸秆、麦草、稻草、硬木、软木纤维质废弃物和草本类植物中的任意一种或两种以上的组合。 [0012] 在本发明的一种实施方式中，步骤1)所述过筛为过20目筛，所述烘干的温度为50‑60℃。 [0013] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述有机溶剂的纯度为100％，或所述有机溶剂为浓度为40％以上的水溶液。 [0014] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述非离子表面活性剂是PEG‑系列、Tween‑系列、Triton‑X‑系列、AEO‑系列中的任意一种或任意两种以上非离子表面活性剂的混合。 [0015] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述加热为于恒温加热套内常压加热或者于反应釜中升温蒸煮。 [0016] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述抽滤为使用G1砂芯漏斗进行抽滤以实现富含综纤维素的固体基质和预处理液的分离。 [0017] 在本发明的一种实施方式中，所述洗涤是指用1‑5倍有机溶剂体积的自来水对固体基质进行洗涤抽滤2次，所得固体基质于60℃烘箱烘干。 [0018] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述有机溶剂预处理为自催化或外加催化剂催化。 [0019] 在本发明的一种实施方式中，所述自催化加热升温至180‑250℃，保温30‑120min。该方法能够实现将纤维质原料中的大部分木质素及半纤维素选择性脱除，其中纤维素含量 50‑65％，半纤维素15‑25％，木质素含量为10‑20％。 [0020] 在本发明的一种实施方式中，所述外加催化剂催化为添加酸，碱或金属盐进行催化。 [0021] 在本发明的一种实施方式中，当添加酸进行催化时，所述酸为硫酸，添加量为0.2‑1.0％(w/w)溶液质量，加热升温至120‑180℃，保温20‑60min。该方法能够实现将纤维质原料中的大部分半纤维素选择性脱除，其中纤维素含量50‑70％，半纤维素1‑10％，木质素含量为15‑30％。 [0022] 在本发明的一种实施方式中，当添加碱进行催化时，所述碱为氢氧化钠，添加量为0.15‑1.0％(w/w)溶液质量，加热升温至150‑200℃，保温30‑60min。该方法能够实现将纤维质原料中的大部分木质素选择性脱除，其中纤维素含量52‑60％，半纤维素25‑30％，木质素含量为5‑10％。 [0023] 在本发明的一种实施方式中，步骤2)所述降温冷却是指降温至100±5℃，所述搅拌时间为10‑20min。 [0024] 在本发明的一种实施方式中，步骤3)所述离心的条件为10000rpm，10min。 [0025] 在本发明的一种实施方式中，步骤4)所述柠檬酸缓冲液的pH为4.8‑6。 [0026] 在本发明的一种实施方式中，步骤4)获得的酶解糖液中葡萄糖浓度为8‑160g/L，酶解率为60‑95％。 [0027] 在本发明的一种实施方式中，步骤3)获得的木质素颜色为浅棕色，非缩合、高含量β‑O‑4键(20‑50％/Ar)，酚羟基含量较少。 [0028] 本发明的第二个目的是提供上述方法制备获得的木质素，所述木质素为非缩合、浅棕色、醚化的木质素。 [0029] 本发明的第三个目的是提供上述方法制备获得的酶解产糖糖液，所述酶解产糖糖液的葡萄糖浓度为8‑160g/L，酶解率为60‑95％。 [0030] 本发明的有益效果： [0031] 本发明提供的预处理方法通过在预处理过程中添加一些非离子表面活性剂，使表面活性剂优先与木质素的活性位点发生反应，旨在抑制分馏过程中木质素的再缩合反应，以提高后续底物酶解产糖效率，同时获得非缩合、高活性木质素，实现了综纤维素和木质素的增值利用。该方法能够有效解决目前农林生物质预处理过程中存在的木质素再缩合以及酶解过程对纤维素酶产生非生产性吸附的问题，一方面减少了木质素β‑O‑4键的断裂，抑制酚羟基的生成，继而减少了木质素所涉及的对纤维素酶非生产性吸附的副反应，提高了纤维素酶的利用率；另一方面非离子表面活性剂整合到木质素结构中，抑制了木质素再缩合，保留了更多的β‑O‑4键，增加了木质素高附加值利用率。 [0032] 本发明提供的预处理方法适用性强，可以广泛应用于多种来源的农林生物质原料。利用非离子表面活性剂辅助有机溶剂进行预处理农林生物质的方法，不仅可以增加预处理基质酶解产糖的能力，而且分馏获得的木质素具有高β‑O‑4键、非缩合结构。非离子表面活性剂来源广泛且价格低廉，此外表面活性剂具有环保、绿色、可再生和降解的特性。非离子表面活性剂应用于预处理步骤，实现了生物质全组分的高效利用。与公开在预处理过程添加十六烷基三甲基溴化铵(CN103243139B)相比，本发明在预处理过程中添加非离子表面活性剂具有价格低廉和生物兼容性，不会对下游酶液发酵过程产生抑制的特点。本发明研究的农林生物质的预处理工艺具有生产流程简便，便于工业化操作的优点。具体实施方式 [0033] 下面将结合本发明实施例对本发明描述的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0034] 本发明原料为各种农林生物质，如甘蔗渣、秸秆、麦草、稻草、硬木、软木纤维质废弃物和草本类植物，都可以应用于本发明。下面使用甘蔗渣作为优选实施例，来介绍本发明的实施步骤。 [0035] 本发明涉及的酶解率测定方法如下： [0036] 分别在酶解过程中取0.4mL酶解液，通过离心分离法得到上清液，离心条件为：转速8000‑10000rpm，时间5‑15min。上清液稀释到合适倍数利用高液相进行葡萄糖浓度测定，并由此计算酶解率。 [0037] 实施例1： [0038] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0039] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.49g的NaOH，0.48g的PEG 6000，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至202℃，维持43min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0040] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品，此木质素用于2D‑HSQC以及GPC分析以测定木质素相关连接键以及分子量，结果如表1所示。 [0041] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0042] 实施例2： [0043] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0044] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，0.6g的PEG 4000，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持60min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0045] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0046] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0047] 实施例3： [0048] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0049] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.45g的NaOH，0.4g的PEG 4000，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持60min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0050] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0051] 4)取上述预处理后的固体基质1.25g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入6FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0052] 实施例4： [0053] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0054] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.4g的NaOH，0.5g的Tween 80，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0055] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0056] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0057] 实施例5： [0058] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0059] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.4g的NaOH，0.5g的AEO‑9，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0060] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0061] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0062] 实施例6： [0063] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0064] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度80％)混合在250mL反应釜中，加入0.1g的H2SO4，0.6g的Triton‑X 100，在180rpm搅拌下加热升温至140℃，维持30min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0065] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0066] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入10FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0067] 实施例7： [0068] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0069] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度80％)混合在250mL反应釜中，加入0.7g的NaOH，0.45g的Triton‑X 100，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0070] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0071] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入6FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0072] 实施例8： [0073] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0074] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g乙二醇(乙二醇浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，0.6g的PEG 4000，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0075] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0076] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0077] 实施例9： [0078] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0079] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g 1,4‑丁二醇(1,4‑丁二醇浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，0.6g的Tween 80，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0080] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0081] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0082] 对比例1： [0083] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0084] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.49g的NaOH，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至202℃，维持43min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0085] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品，此木质素用于2D‑HSQC以及GPC分析以测定木质素相关连接键以及分子量，结果如表1所示。 [0086] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0087] 对比例2： [0088] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0089] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持60min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0090] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0091] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0092] 对比例3： [0093] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0094] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.45g的NaOH，随后将三口烧瓶放置在加热套上，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持60min。时间结束后，撤去加热套并持续搅拌散热降温至100±5℃，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0095] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0096] 4)取上述预处理后的固体基质1.25g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入6FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解48h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0097] 对比例4： [0098] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0099] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.4g的NaOH，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0100] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0101] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0102] 对比例5： [0103] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0104] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.4g的NaOH，在180rpm搅拌下加热升温至195℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0105] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0106] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0107] 对比例6： [0108] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0109] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度80％)混合在250mL反应釜中，加入0.1g的H2SO4，在180rpm搅拌下加热升温至140℃，维持30min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0110] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0111] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入10FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0112] 对比例7： [0113] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0114] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g甘油(甘油浓度80％)混合在250mL反应釜中，加入0.7g的NaOH，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于60℃烘干。 [0115] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0116] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入6FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0117] 对比例8： [0118] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0119] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g乙二醇(乙二醇浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0120] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0121] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0122] 对比例9： [0123] 1)将收集的甘蔗渣进行粉碎，过20目筛子，然后于60℃烘箱中烘干至恒重。 [0124] 2)称取10g步骤1)获得的甘蔗渣与100g 1,4‑丁二醇(1,4‑丁二醇浓度100％)混合在500mL三口烧瓶中，加入0.6g的NaOH，在180rpm搅拌下加热升温至180℃，维持45min。时间结束后持续搅拌散热降温，加入150mL沸水，搅拌10min后进行抽滤以实现固体基质和预处理液的分离，固体基质再次使用150mL自来水进行洗涤2次，抽滤后得到的固体基质放于烘箱，并于72℃烘干。 [0125] 3)上述所得预处理液体加入10倍体积的去离子水，并用HCl调节pH为2.0，随后在10000rpm离心10min，所得固体用去离子水洗涤3遍，最后冷冻干燥获得木质素样品。 [0126] 4)取上述预处理后的固体基质0.5g于25mL的柠檬酸缓冲液(pH为4.8)中，以固体基质质量计，加入5FPU/g纤维素酶，放置于摇床中，转速为180rpm，温度50℃，酶解72h后，取样0.4mL，在8000rpm进行离心，取上清液稀释10倍测定葡萄糖浓度，结果如表2所示。 [0127] 表1木质素相关连接键以及分子量 [0128] [0129] 表2葡萄糖酶解率比较结果 [0130] [0131] 由上表可知，农林生物质甘蔗渣的酶解产糖效果以及木质素的结构与预处理过程的非离子表面活性剂的添加息息相关。在有机溶剂预处理过程中添加非离子表面活性剂可以有效提高原料的酶解率以及生产高β‑O‑4键、非缩合型木质素。本发明提供的预处理方法操作简便，无需额外操作，既显著提高了预处理基质的可酶解性，又获得了高活性、非缩合木质素，有利于实现生物质全组分利用。 [0132] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

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