指質(zhì)量百分 比，g: g，空氣浴均質(zhì)反應(yīng)器的空氣溫度為55~60°C，溫度優(yōu)選控制誤差為±1°C，支架轉(zhuǎn)動 速度為200~250r/min，酶采用纖維素酶、纖維二糖酶和半纖維素酶，所述纖維素酶、纖維二 糖酶和半纖維素酶用量分別為15~20FPU/g、22. 5~30CBU/g和0. 5~2. 5mg蛋白質(zhì)/g絕干纖 維素，所述的纖維素含量是指固體基質(zhì)中純纖維素的絕干質(zhì)量百分比，所采用的緩沖液為 醋酸-醋酸鈉緩沖液，緩沖液的濃度和pH值分別為45~50mmol/L和4. 5~5. 0,酶水解時間 為72~96h，酶水解結(jié)束后，立即將水熱釜從均質(zhì)反應(yīng)器中取出，然后用200ml、0. lmol/L的 NaHC03溶液將水熱釜聚四氟乙烯內(nèi)襯中固液混合物洗滌到一個500ml燒杯中，待固液分層 后，取上層清液2ml，然后將此清液迅速置于沸水浴中對纖維素酶、纖維二糖酶和半纖維素 酶進(jìn)行滅活處理，處理時間為15min，然后將樣品冷卻至室溫，測定其葡萄糖濃度。
[0009] 上述步驟（2)所述的第一步高沸點醇預(yù)處理過程中高沸點醇在高沸點醇預(yù)處理液 中的體積比為8%~15%，即大于8%小于等于15%。
[0010] 所述的醇為高沸點醇或低沸點醇，高沸點醇為25°C、1個大氣壓下沸點為210°C以 上的醇，低沸點醇為25°C、1個大氣壓下沸點為100°C以下的醇。
[0011] 所述的高沸點醇至少有一種選用1，4_ 丁二醇、丙三醇、1，3_丙二醇、1，4_戊二醇、 1，3-戊二醇或1，5-戊二醇。
[0012] 所述低沸點醇至少有一種選用甲醇、乙醇或正丙醇。
[0013] 上述所述的預(yù)處理方法用于處理竹材纖維原料來提高其纖維素高濃酶水解的轉(zhuǎn) 化率和經(jīng)酶水解獲得可發(fā)酵葡萄糖的回收率。
[0014] 本發(fā)明采用的更具體的技術(shù)方案是： 本發(fā)明所述的一種有效提高竹材纖維素高濃酶水解產(chǎn)可發(fā)酵糖效率的綜合處理方法， 包括如下步驟： (1) 選取2~3年生竹材，經(jīng)削片和篩選后獲得三維尺寸為20 X 15 X 4mm的竹片，將其作 為原料進(jìn)行后續(xù)預(yù)處理； (2) 第一步高沸點醇預(yù)處理，其技術(shù)條件為：將步驟（1)制得的竹片原料放入密封后可 耐高壓的不銹鋼小罐內(nèi)，再往罐體中加入預(yù)處理所需的溶液，將小罐密封后置于油浴反應(yīng) 器中的固定支架上，蓋上油浴反應(yīng)器的蓋子后進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理溫度200~210°C，溫度控 制誤差為±2°C，預(yù)處理時間35~45min，高沸點醇預(yù)處理液由高沸點醇和去離子水組成，高 沸點醇在高沸點醇預(yù)處理液中的體積比以ml: ml計為大于8小于等于15%，高沸點醇預(yù)處 理液和竹片原料質(zhì)量的比值以ml: g計為5~7，油浴反應(yīng)器支架的轉(zhuǎn)動速度為3~5rpm，預(yù)處 理完成后，立即將油浴反應(yīng)器中的小罐取出，用自來水冷卻至室溫，然后將小罐內(nèi)的固液混 合物在60目的尼龍網(wǎng)袋中過濾，待固體和液體分離后得預(yù)處理液和固體基質(zhì)； (3) 固體基質(zhì)的分散處理，其技術(shù)條件為：將步驟（2)所得的固體基質(zhì)在植物粉碎機中 進(jìn)行處理，以降低固體基質(zhì)中纖維束的尺寸，每次取含預(yù)處理液的固體基質(zhì)20g，裝入搗碎 罐中，在8000~12000 r/min的剪切攪拌速度下處理20~30s，處理完成后，獲得較分散的、纖 維狀的固體基質(zhì)； (4) 第二步醇/水預(yù)處理，將步驟（3)制得的纖維狀的固體基質(zhì)再次裝入密封后可耐 高壓的不銹鋼小罐內(nèi)，再往罐體中加入預(yù)處理所需的溶液，將小罐密封后置于油浴反應(yīng)器 中進(jìn)行預(yù)處理，其技術(shù)條件為：預(yù)處理溫度160~170°C，溫度控制誤差為±2°C，預(yù)處理時間 60~90min，醇/水預(yù)處理液由高沸點或低沸點醇和去離子水組成，醇在醇/水預(yù)處理液中的 體積比以ml: ml計為大于等于50小于等于70%，醇/水預(yù)處理液和固體基質(zhì)絕干質(zhì)量的比 值以ml: g計為8~15,預(yù)處理完成后，立即將油浴反應(yīng)器中的小罐取出，用自來水冷卻，然 后將小罐內(nèi)的固液混合物在墊有雙層濾紙的布氏漏斗上過濾，將固體和液體分離，得經(jīng)第 二步預(yù)處理的固體基質(zhì)； (5) 第二步無酸催化醇/水預(yù)處理所得固體基質(zhì)的超聲處理，其技術(shù)條件為：將步驟 (4)預(yù)處理后的固體基質(zhì)裝入帶有鉆孔橡皮塞的三角瓶，往三角瓶中加入新鮮的醇/水混 合溶液，醇在新配置的醇/水預(yù)處理液中的體積比以ml: ml計為大于等于50小于等于 70%，新配置醇/水預(yù)處理液和絕干固體基質(zhì)質(zhì)量的比值以ml: g計為8~15,再將此三角瓶 放入一個大燒杯中，往燒杯內(nèi)和血清瓶外的區(qū)域加入冰水混合物，然后將超聲探頭通過鉆 孔橡皮塞放入到三角瓶中液體液面2/3以下的位置，開始進(jìn)行超聲處理，其技術(shù)條件為：超 聲處理的功率為500~700W，超聲處理時間30~60min，超聲處理完成后，立即將三角瓶取出， 然后在墊有雙層濾紙的布氏漏斗上過濾，將固體和液體分離，得經(jīng)超聲處理的固體基質(zhì)； (6) 超聲處理所得固體基質(zhì)的洗滌，其技術(shù)條件為：將步驟（5)所得固體基質(zhì)置于一個 大燒杯中，用去離子水對固體基質(zhì)進(jìn)行洗滌，所述去離子水與固體基質(zhì)以體積和質(zhì)量的比 值ml: g計為6~10,磁力攪拌速度為300~600r/min，洗滌時間為30~60min，洗滌溫度為室 溫，重復(fù)洗滌1次后，在墊有雙層濾紙的布氏漏斗上將固體基質(zhì)和洗滌液進(jìn)行分離，得經(jīng)洗 滌處理的固體基質(zhì)； (7) 洗滌后固體基質(zhì)的高濃酶水解，其技術(shù)條件為：將步驟（6)制得的固體基質(zhì)加入 到水熱釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯中，將此內(nèi)襯裝入水熱釜內(nèi)，擰緊水熱釜的蓋子，然后將密封的 水熱釜安裝到空氣浴均質(zhì)反應(yīng)器的支架上，關(guān)上均質(zhì)反應(yīng)器的門后開始進(jìn)行固體基質(zhì)的高 濃酶水解，其技術(shù)條件為：固體基質(zhì)作為底物的質(zhì)量比濃度為18~25% (%指質(zhì)量百分比， g: g)，空氣浴均質(zhì)反應(yīng)器的空氣溫度為55~60°C，溫度控制誤差為±1°C，支架轉(zhuǎn)動速度為 200~250r/min，酶采用纖維素酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公司，商品名為Celluclast 1. 5L?)、纖維二糖酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公司，商品名為Novozyme 188?)和半纖 維素酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公司，商品名為Hemicellulase)，纖維素酶、纖維二 糖酶和半纖維素酶用量分別為15~20FPU/g、22. 5~30CBU/g和0. 5~2. 5mg蛋白質(zhì)/g絕干纖 維素，所述的纖維素含量是指固體基質(zhì)中純纖維素的絕干質(zhì)量百分比，所采用的緩沖液為 醋酸-醋酸鈉緩沖液，緩沖液的濃度和pH值分別為45~50mmol/L和4. 5~5. 0,酶水解時間 為72~96h，酶水解結(jié)束后，立即將水熱釜從均質(zhì)反應(yīng)器中取出，然后用200ml、0. lmol/L的 NaHC03溶液將水熱釜聚四氟乙烯內(nèi)襯中固液混合物洗出于一個500ml燒杯中，待固液分層 后，取上層清液2ml，然后將此清液迅速置于沸水浴中對纖維素酶、纖維二糖酶和半纖維素 酶進(jìn)行滅活處理，處理時間為15min，然后將樣品冷卻至室溫，測定其葡萄糖濃度。
[0015] 為進(jìn)一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述第一步高沸點醇預(yù)處理過程中高沸點醇在預(yù)處理 液（由醇和水組成）中的體積比為8~15%，即大于8小于等于15%。
[0016] 所述第一步高沸點醇預(yù)處理溫度為200~210°C，溫度控制誤差為±2°C。
[0017] 所述第一步高沸點醇預(yù)處理時間為35~45min。
[0018] 所述第一步高沸點醇預(yù)處理高沸點醇預(yù)處理液和竹片原料絕干質(zhì)量的比值以ml: g計為5~7。
[0019] 所述第一步高沸點醇預(yù)處理油浴反應(yīng)器支架的轉(zhuǎn)動速度為3~5rpm。
[0020] 所述固體基質(zhì)分散處理的剪切攪拌速度為8000~12000 r/min。
[0021] 所述固體基質(zhì)分散處理的剪切攪拌時間為20~30s。
[0022] 所述第二步醇/水預(yù)處理所用醇為高沸點或低沸點醇。
[0023] 所述第二步醇/水預(yù)處理的預(yù)處理液中醇與去離子水的體積比以ml: ml計為大 于等于50小于等于70%。
[0024] 所述第二步醇/水預(yù)處理的預(yù)處理液和固體基質(zhì)絕干質(zhì)量的比值以ml:g計為 8~15〇
[0025] 所述第二步醇/水預(yù)處理的預(yù)處理溫度160~170°C，溫度控制誤差為±2°C。
[0026] 所述第二步醇/水預(yù)處理的預(yù)處理時間60~90min。
[0027] 所述超聲處理所使用新配置的醇/水預(yù)處理液中醇與去離子的體積比以ml:ml 計為大于等于50小于等于70%。
[0028] 所述超聲處理所使用新配置醇/水預(yù)處理液和絕干固體基質(zhì)質(zhì)量的比值以ml: g 計為8~15。
[0029] 所述超聲處理的功率為500~700W。
[0030] 所述超聲處理的時間為30~60min。
[0031] 所述固體基質(zhì)洗滌所用去離子水與固體基質(zhì)以體積和質(zhì)量的比值ml:g計為 6~10〇
[0032] 所述固體基質(zhì)洗滌的磁力攪拌速度為300~600r/min。
[0033] 所述固體基質(zhì)洗滌的時間為30~60min。
[0034] 所述固體基質(zhì)高濃酶水解的底物濃度為大于18% (%指質(zhì)量百分比，g: g)。
[0035] 所述固體基質(zhì)高濃酶水解過程中纖維素酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公 司，商品名為Celluclast1. 5L?)、纖維二糖酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公司，商 品名為Novozyme188?)和半纖維素酶(購自中國上海Sigma-Aldrich公司，商品名為 Hemicellulase)的用量分別為 15~20FPU/g、22. 5~30CBU/g和 0? 5~2. 5mg蛋白質(zhì)/g絕干纖 維素(纖維素含量是指固體基質(zhì)中純纖維素的絕干質(zhì)量百分比)。
[0036] 所述固體基質(zhì)高濃酶水解所用空氣浴均質(zhì)反應(yīng)器支架的轉(zhuǎn)動速度為200~250r/ min〇
[0037] 所述固體基質(zhì)高濃酶水解所用空氣浴均質(zhì)反應(yīng)器的空氣溫度為55~60°C，溫度控 制誤差為±1°C。
[0038] 本發(fā)明所述的有效提高竹材纖維素高濃酶水解產(chǎn)可發(fā)酵糖效率的綜合處理方法， 由上述步驟構(gòu)成。
[0039] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點： 針對常規(guī)一步預(yù)處理和耦合酸堿兩步預(yù)處理存在的缺點，本發(fā)明通過耦合兩步預(yù)處理 和超聲處理的綜合處理方法來提高竹材纖維素高濃酶水解效率。第一步無酸催化高沸點醇 預(yù)處理控制高沸點醇在預(yù)處理液（由醇和水組成沖的體積比在8~15%，一方面，高溫和較短 預(yù)處理時間的條件下，該溶劑體系使半纖維素大量溶出到預(yù)處理液中；另一方面，半纖維素 溶出的同時，該溶劑體系可溶解少量木素，防止預(yù)處理液中木素發(fā)生縮合后反沉積到固體 基質(zhì)表面，最終影響固體基質(zhì)中木素在下一步預(yù)處理過程中的溶出效率。第二步無酸催化 醇/水預(yù)處理控制醇在預(yù)處理液（由醇和水組成沖的體積比在50~70%，相對較低溫度的條 件下，木素在醇中有一定的溶解度，這可使固體基質(zhì)中殘留的大部分木素溶于預(yù)處理液中， 達(dá)到三大組分初步分離、提高固體基質(zhì)中纖維素對酶可及性的目的。
[0040] 當(dāng)?shù)谝徊筋A(yù)處理控制高沸點醇在預(yù)處理液中的體積比較低、預(yù)處理溫度較高時， 盡管預(yù)處理液中水可發(fā)生電離產(chǎn)生一