TW201114907A - Process for the production of carbohydrate cleavage products from a lignocellulosic material - Google Patents
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201114907 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種由木質纖維素材料製備醣分裂產物 (特別是糖’諸如五碳糖及六碳糖）的方法。另外，本發 明係關於一種由該糖獲得醇的方法。爲本說明書及申請專 利範圍之目的’ “糖”一詞也意圖涵蓋“糖寡聚體”。 【先前技術】 關於原油短缺及玉米作爲能量供應物之討論，可再生 原料木質纖維素（稻草、木料、廢紙等）在作爲燃料或化 學產物用之原料上是很重要的。木質纖維素之轉化可以二 種基本不同的方式進行：1) “熱化學平臺（
Thermochemical Platform)"，其中該木質纖維素首先被 氣化’且將該合成氣體合成爲所要產物，及2) “糖平臺 (Sugar Platform ) ’其中主要焦點在於利用結合於聚 合物纖維素及半纖維素中的糖，同時木質素主要仍供能量 之用。可將本發明定位於第二方式。 與澱粉相反地，木質纖維素之糖存在於纖維素及半纖 維素之緊密交聯的聚合結晶構造中，該等構造另外以木質 素外層覆蓋，因此導致極緊密之複合物。由木質纖維素獲 得糖之最明顯的方式將是直接使用纖維素酶及半纖維素酶 。然而，對於稻草及木料原料，該等使用因上述複合物之 密度而受妨礙。因其高分子量，酶不能滲透過窄的孔以進 入該木質纖維素。此意爲：必須採取第一步驟以增加該木 -5- 201114907 質之孔隙度且藉此能有另外之酶致醣化作用。 此第一步驟稱爲“預處理”（分解）。這一貫地是極 複雜的，以致例如在“第二代生物燃料”製造期間，高達 1/3的製造成本必須花費於此，而對成本效率具有負面影 響。所用之方法專注於初步液化該半纖維素（例如水蒸氣 爆發預處理、稀酸預處理）或專注於藉由液化木質素（例 如石灰預處理、氨預處理）增加孔隙度。 爲要分別獲得糖及其寡聚體，經分解之木質纖維素基 材可以另外酶致處理，其中預處理之形式對於酶活性及產 率有強烈的影響。在高的反應溫度下，通常形成有毒的破 裂產物（例如糠醛），其在直接附帶之乙醇發酵的情況中 可以抑制酵母；參見例如Chandra et al.，Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 1 08:67, 2007;
Mansfield et a 1., Biotechnol. Prog. 1 5:8 04, 1 999 ° 這些方法之嚴重的缺點是：彼是能量密集的且主要是 在稍低於200 °C之溫度下進行。 在此領域中之技術改良，例如因低溫方法（亦即在低 於1 〇 〇 °C之溫度下）之發展所致者，會是代表木質纖維素 原料之任何實際利用的決定性的進步。這是本發明之目的 〇 由EP 1 02 5 3 05 B1得知木質素解聚之化學方法（銅 系統）。彼是基於與過氧化氫或有機氫過氧化物結合之複 合銅的催化效果且能在低於1〇〇。〇之溫度下氧化分裂木質 素。在此方法中所用之複合劑是吡啶衍生物。已可能在合 -6- 201114907 成之木質素模型上證明：當使用H2o2作爲氧化劑時，發 生該木質素分子之醚鍵的分裂，藉此該木質素聚合物崩解 成寡聚的亞單元。使用具有過量有機氫過氧化物的該銅系 統，可以使木料去木質化。以H2o2爲底質之系統就技術 可行觀點是較佳的，已經測試作爲牛皮紙漿之過氧化物漂 白中的漂白添加劑，且已導致經改良之去木質化速度及較 高之白度。 另夕f，由'* Oxidation of wood and its components in water-organic media ” ， Chupka et al., Proceedings:
Seventh International symposium on wood and pulping chemistry, Vol. 3, 3 7 3 - 3 8 2, Beijing P.R. China, May 25-2 8，1 9 9 3得知：若將有機溶劑（例如ο m S O、丙酮、乙醇） 添加至水性反應介質中’則木料及木質素之氧化的鹼性催 化作用大幅地增加。另外’作者們提議：在n以上之pH 値時’發生木料及木質素之氧化的急劇增加。 由WO 01/〇592〇4得知紙漿之製造方法，其中原料進 行預處理’在該預處理中該原料用緩衝溶液及去木質化觸 媒（過渡金屬）處理。去木質化係在氧、過氧化氫或臭氧 之存在下進行。 【發明內容】 相反地’依本發明之製備糖之方法特徵在於以下手段 之組合： —用含有醇（特別是Cl_4醇類或酚）且具有在n.〇 201114907 及14.0之間的pH値的水溶液處理木質纖維素材料 ，以分裂木質纖維素，且將分裂產物與該材料分離 ，藉此獲得富含纖維素及半纖維素之材料，及 -用至少一種醣分裂酶處理所得之富含纖維素及半纖 維素之材料，以獲得該醣分裂產物。 脂族或環脂族之單或多價醇類或酚類，例如（^.6醇 類，特別是Cb4醇類，諸如甲醇、乙醇、丙醇及丁醇， 包括其異構物；二醇類（乙二醇類、丙二醇類、丁二醇類 、戊二醇類、己二醇類）、甘油 '丙烯醇、丁烯醇、環戊 醇、環己醇、苄醇；或酚類，諸如酚類、甲酚類、鄰苯二 酚類、萘酚類，以及胺基醇類，諸如乙醇胺、甲醇胺及己 醇胺適合作爲醇類。C t _ 4醇類是較佳的。爲供本專利申請 案之目的，酚類也包括在廣義的“醇”一詞中。 再者，木質素萃取物之醇溶液分別對木質素及多縮木 糖分裂產物的另外再處理提供有利的選擇。 在依本發明之方法中，醇類較佳以10至70體積％， 例如20至50體積％，較佳地30至40體積％之量存在於 水溶液中。 在依本發明之方法中，該木質纖維素材料較佳以3至 40重量％ ’例如5-40重量％，特別地5-20重量％之原料 密度之量存在於該水溶液中。 較佳地，該木質纖維素在低於1 0 0 °C，諸如在低於8 0 °C，例如60°c之溫度下分裂。 p Η値可以利用鹼，較佳是無機鹼，例如苛性鈉溶液 -8 - 201114907 調節。 本發明一方面是基於以下之了解：與以另外方式（特 別是不添加醇）去木質化之材料相比，以含有醇類（特別 是C ! .4醇或酚）的含水鹼性過氧化氫溶液（其具有11.0 〜1 1.4之PH値）處理之木質纖維素材料可以更高產率地 酶致處理成醣分裂產物，諸如糖類。 主要地，五碳糖及六碳糖以醣分裂產物形式被形成。 較佳之糖類包括木糖及葡萄糖。 依本發明之方法的較佳具體實例特徵在於富含纖維素 及半纖維素之材料用木聚醣酶及纖維素酶處理以萃取糖類 〇 稻草、能量草（例如風傾草、象草）或馬尼拉麻、西 波爾麻、甘蔗渣 '非典型木質纖維素基材（諸如小麥，例 如米小麥），較佳地稻草、能量草、甘蔗渣或小麥，特佳 地稻草或甘蔗，例如稻草，較佳用來作爲木質纖維素材料 。稻草具有高度疏水性表面，以致用水潤濕彼會有問題。 已顯示：藉由使用醇，甚至在無壓力下可能將反應溶液導 入該基材之孔中’且以反應溶液取代所存在之空氣。此外 ’已顯示：醇加速從稻草萃取該分裂產物，且有助於將該 木質素分裂產物保持於溶液中。另外，已顯示：相反地， 半纖維素及其分裂產物的溶解性因醇而降低，且因此該半 纖維素保持於該基材中。 藉由在分解方法後從該基材壓出該液相，基材濃度增 加以致需要較少量的酶以分別供酶致水解及供隨後之其他 -9- 201114907 酶致處理》 在製備醇時，酶成本是重要的成本因素。醇之結果是 :在含有木質素及其分裂產物的鹼性範圍中之反應期間， 可能已釋出之該等半纖維素之溶解性劇烈地降低，且該等 半纖維素仍結合至該基材。該方法之優點是該木質素降解 之高度選擇性’在由該固體分離出萃取液的情況中，優點 是在該萃取液中極低濃度之半纖維素及其分裂產物，因爲 該半纖維素保持於固體中且因此被保留以供糖之酶致水解 及萃取。 另外，該木質素萃取物之醇溶液提供該木質素之另外 再處理及由木質素製造產物的經改良的可能性。 另外，已顯示：藉由使用醇（特別是Ci-4醇或酚） 於在低於1 oot下之鹼分解作用中，半纖維素之降解大體 上被抑制，以致可得約全部的半纖維素已供木糖之另外的 酶致分裂及轉變成高品質產物的作用，且在該分解期間不 會部分地降解，且不會在諸如其他方法中累積成木質素/ 糖混合物。 藉由在分解時所進行之去木質化，木質纖維素材料之 細胞壁的孔隙度增加，例如在稻草的情況中，該孔隙度增 加至一種獲致以下情況之程度：幾乎全部木糖對於木聚糖 酶是可接近的，且約100%之木聚糖可被水解且可獲得木 糖。這使得依本發明之方法特別適合於與該木糖之酶致轉 化結合之較高品質產物的製造。在進行此方法時，酶致轉 化可以直接發生於木糖溶液及固體之混合物中，或在由該 -10- 201114907 固體分離出之木糖溶液的情況下發生。 在由殘餘固體另外製造醇時（此是在該木聚糖之酶致 水解及依本發明之木糖轉化成木糖醇之後），酶成本是重 要的成本因素。彼部分也是因爲酶對該木質素之非專特結 合，參見例如同上述之Chandra et al, 2007。木質素之部 分移除降低此種活性損失，且具有省成本效果。 對於隨後之酶致方法的優點是例如：在萃取液中極低 濃度之半纖維素及其分裂產物是起因於該木質素降解之高 選擇率，而糖聚合物幾乎完全被保留，該半纖維素維持固 體形式且因此被保留以供酶致水解及糖萃取以及其另外之 轉變。依本發明之結果是最大的材料利用率及，例如與木 糖脫氫酶之使用相關地，所述方法之高的成本效率。 木糖轉變成木糖醇之方法的實施可以在木糖直接在固 體/液體混合物中的酶致釋出之後進行，該混合物係依本 發明之方法獲得而另外增加整個方法之成本效率。 在轉變成木糖醇的情況中，在該固體已經壓出後仍留 在基材中之分解方法所得的殘餘醇可直接用來作爲將 NAD再生成NADH之醇脫氫酶的基材。若該方法被設計 以致，爲此目的，仍留在反應混合物中之分解所得的殘餘 醇被（部分地）消耗，則由產物溶液移除醇變得（部分地 )多餘，且整個方法之效率因此進一步增加。 在該木質素分裂產物之轉變情況中，該醇作爲自由基 清除劑及分裂產物用之溶劑，該分裂產物係得自較高分子 量木質素分裂產物成爲低分子量者之酶致的、生物模擬的 -11 - 201114907 或化學的解聚作用。 在由該轉化產物分離固體以及其藉由過濾再處理期間 ，在該萃取物中小含量的半纖維素及其分裂產物以及木質 素之經增加的溶解性增加物料通過率。 依本發明之方法使例如稻草之三項主要成分（亦即葡 萄糖、木糖以及木質素）能分離進入含極少外來材料的材 料流中，且使其能另外轉變成較高品質之產物（諸如木糖 醇），且因此符合理想生物精製方法的需求。 與其他主要在150°C至200°C之溫度間進行的分解方 法相比，依本發明之方法的另外的優點是可以維持低於 1 〇〇 °C之反應溫度。小的能量消耗使該分解期間所得之木 質素能以有價値之產物形式被使用而非作爲供該分解方法 之能量來源。 在用含有醇（特別是Ci.4-醇或酚）及H202的水溶液 處理之後，依本發明之方法，含有木質素之溶液被分離， 且經分解之固體較佳在3 0-90t下用木聚糖酶處理例如6-72小時，且液相與固體分離，之後液相較佳另外被反應 成所得產物，例如木糖醇。 在液相分離後殘留之固體較佳用纖維素酶處理，藉此 經由該固體/葡萄糖溶液之另外的發酵，可以獲得乙醇、 丁醇或其他發酵產物；或殘留之固體進行熱或熱化學轉化 作用且所得產物（諸如燃料成分）、燃料添加劑及/或其 他化學產物（例如酚類）被分離；或殘留之固體藉由細菌 、酵母或黴菌進行微生物轉化；或殘留之固體進行另外之 -12- 201114907 去木質化步驟以供獲的纖維素纖維材料的目的。 殘留之固體可以在生物生成氣工廠中被發酵且可以進 一步處理成生物生成氣。 木糖在經濟上最令人感興趣之產物之一是木糖醇。 用於木糖回收之主要來源是來自紙漿工業之含有豐富 破裂產物（主要是木質素及半纖維素）的煮液，以致必須 藉由複雜之分離及純化步驟獲得木糖。例如 1 H. Harms 在 ’’Willkommen in der naturlichen Welt von Lenzing, weltweit fii hrend in der Cellulosefaser Technologie，，， Herbsttagung der o s t e r r ei ch i s c h e n Papierindustrie,
Fr ant schach ( 15.11.2007)中描述：藉由凝膠過濾由濃稠液 中回收木糖，其是一種技術上極複雜的方法，一般不用於 大量產物。然後用此方式所得之木糖觸媒轉化成木糖醇。 在另一方面，依本發明所得之木糖藉由利用木糖還原 酶（例如木糖脫氫酶，例如得自添努思念珠菌（Candida tenuis )者）之轉化作用，無須發酵地轉化成木糖醇，其 中將任意地木糖還原酶及任意地輔因子再生用之輔基材及 任意地醇脫氫酶及任意地NAD ( P ) Η添加至該木糖溶液 中；特別地所得之木糖醇藉由過濾由木質素分裂產物分離 出。 ‘ 利用以下實例1及比較用實例1 A，在酶致水解之後 ’用文件記載在醇之存在下預處理對還原糖產率的影響。 【實施方式】 -13- 201114907 實例1 小麥草之預處理 小麥草壓碎成約2公分之粒子尺寸。5克之經壓碎的 小麥草懸浮於500毫升反應槽內的200毫升溶液中，該溶 液係由49.5%水、50%乙醇及0.5%過氧化氫組成。在水 浴中將該懸浮液加熱至50°C，使之恆溫，且該懸浮液之 p Η値以N a Ο Η水溶液調節至起初之p Η値1 2。混合物在 60°C下以200 rpm之速度連續磁力攪拌24小時。之後， 固體被濾出且利用1升蒸餾水清洗。 爲供酶致水解，100毫克之來自每一平行測試的預處 理的基材以 9.8毫升之50mM的乙酸鈉緩衝液設定成 pH4.8，且與 200 微升之 Accellerase 1000 懸浮液（ www.genencor.com)混合。Accellerase 是纖維素酶及半 纖維素酶之酶混合物。酶致水解是在50 °C之搖盪水浴中 進行。在48小時後由六碳糖及五碳糖所釋出之可溶單體 依照 DNS 方法（Miller et al.，Analytical Chemistry 31 ( 3 ) :42 6，1 9 5 9 )在1毫升液體上清液中以還原糖形式被測 定’與秤入之預處理的基材的量有關且以最大理論產率％ 表示。 還原糖之最大理論產率被分開地測定且是每克未經處 理之稻草705毫克+/-5%。 經由測試用原料，進行5項平行測試。還原糖之產率 是 99% +/-4%。 -14- 201114907
比較用實例1 A 重複以上實例1，但不添加醇。還原糖之產率僅爲64 % +/-3% 。 實例2 小麥草之預處理 小麥草壓碎成約2公分之粒子尺寸。2.5克之經壓碎 的小麥草懸浮於500毫升反應槽內的200毫升溶液中，該 溶液係由49.5%水及50%異丙醇組成。在水浴中將該懸 浮液加熱至50 °C ，使之恆溫，且該懸浮液之pH値以 NaOH水溶液調節至起初之pH値13 (或分別是14 )。混 合物在60°C下以200 rpm之速度連續磁力攪拌24小時。 之後，固體被據出且利用1升蒸餾水清洗。 爲供酶致水解，1 00毫克之來自每一平行測試的預處 理的基材以9.8毫升之5 OmM的乙酸鈉緩衝液設定成 ρΗ4·8，且與 200 微升之 Accellerase 1000 懸浮液（ www.genencor.com)混合。Accellerase 是纖維素酶及半 纖維素酶之酶混合物。酶致水解是在5 之搖盪水浴中 進行。在48小時後由六碳糖及五碳糖所釋出之可溶單體 依照DNS方法在1毫升液態上清液中以還原糖形式被測 定，與秤入之預處理的基材的量有關且以最大理論產率％ 表示。 還原糖之最大理論產率被分開地測定且是每克未經處 理之稻草705毫克+/-5%。 -15- 201114907 經由測試用原料，進行5項平行測試。還原糖之產率 是 97% +/-4% 〇 實例3 由木糖溶液（其係依照實例2中所述之方法由稻草製 備）酶致製備木糖醇。使用異丙醇作爲輔基材。 反應溶液含有5毫克/毫升木糖。 得自添努思念珠菌的木糖還原酶（XR )將木糖還原 成木糖醇。該XR需要NADH (經還原之菸醯胺腺嘌呤核 苷酸）作爲輔酶，其在該反應期間經氧化成輔酶NAD+。 藉由醇脫氫酶（ADH:經偶合酶之再生）的平行活性，進 行經氧化之輔因子的再生。使用異丙醇作爲輔基材。異丙 醇及NAD +藉由該ADH反應成NADH及丙酮，如反應流 程1所示的： 反應流程1
CHO ——OH
HO
-OH
CH2OH SI化木糖 -16- 201114907 在表1中說明在該5項不同測試反應#049、#05 0、 #051、#052、#053及#054中的反應比率： 表1 反應編號 #049 #050 #052 #053 #054 基材批號Ι[μ1] 250 250 250 500 500 XR添努思念珠菌2 U/mL [μί] 50 50 50 20 mMNADH [μ^ 50 50 50 ADH L.kefir 5U/mL TuLl 50 50 異丙醇[μί] 50 50 50 mM磷酸鈉緩衝劑，pH 7.0 |>L] 750 650 550 500 300 總體積：1毫升 溫度：2 6 ± 2 °C 磁力攪拌器：200 rpm 時間：1 5小時 爲鈍化該酶，所有樣品被加熱至95°C 1 5分鐘且在製 備時被離心以供隨後的HPLC分析。 分析一Η P L C : SUGAR SP0810 管柱 + SUGAR SP-G 前管柱 偵測器：折射率偵測器 洗提液：去離子化之水 流速：0.75毫升/分鐘 樣品的量：10微升 HPLC之量化精確度：±10% 201114907 滯留時間： 木糖：13.97分鐘 木糖醇：3 7.73分鐘 異丙醇：16.69分鐘 丙酮：1 6.5 4分鐘 結果： 樣品#049之基材濃度藉由HPLC測定且含量爲〇.9 毫克/毫升。 反應混合物#050僅包括木糖還原酶（0.1U/毫升） 及NADH ( ImM)。在反應持續1 5小時後，消耗〇.〇 8 5 毫克木糖。木糖醇濃度低於偵測限度。 反應#05 2與反應#05 0相當，但差異在此情況中是應 用再生系統。結果是所用之木糖的全部轉化。所用濃度： XRC0.1U / 毫升）、NADH(lmM) 、ADH(0.25U / 毫 升）及異丙醇（5% )。 樣品#05 3之木糖濃度測定爲2.121毫克/毫升，其相 應於所預期之木糖濃度。 反應#054與反應#05 2相當，但包括增加2倍之木糖 起初濃度（在反應中50%基材濃度）。所製備之木糖醇 濃度測量爲〇.945毫克木糖醇。所用之濃度：XR(〇.l ϋ / 毫升）、NADH(lmM) 、ADH(0.25U / 毫升）及異 丙醇（5% )。 在表2中，基於經測量之HP LC數據（經消耗之木糖 -18- 201114907 及經回收之木糖醇；b · D . L ·在以下指明偵測限度），摘述 反應的結果。 表2 反應編號 049 050 052 053 054 反應前之木糖[毫克/«升] 0.9 0.815 0.8 2.121 1.945 反應後之木糖[毫克/«升] - 0.815 b.D.L. . 1.013 反應中消耗之木糖[毫克職] - b.D.L. 偷 0.932 木糖的回收[毫克/<升] - b.D.L. 0.994 • 0.945 相對於木糖濃之[%] - b.D.L. 100 - 47.9 實例4 由木糖溶液（其係依實例2中所述之方法由稻草製備 )酶致製備木糖醇。使用乙醇作爲輔基材。 使用轉動型蒸發器，基材溶液之體積與實例2比較被 降低5 0 %，以增加木糖濃度（約1 0毫克/毫升木糖）。 藉由得自經使用之添努思念珠菌的木糖還原酶（XR )的活性及得自經使用之啤酒酵母菌的醛脫氫酶的另外活 性（Sigma-Aldrich: Catalogue Ν ο . A 6 3 3 8 ； (EC) No.: 1.2.1.5 ： CAS No. ： 902 8 -8 8 -0 )，進行經氧化之輔因子之 再生。此爲基材偶合反應及酶偶合反應。使用乙醇作爲輔 基材。在第一步驟中，藉由該XR之活性，將乙醇及 NAD +轉化成NADH及乙醛》在第二步驟中，藉由醛脫氫 酶（AldDH )之活性（爲此目的分別參考Sigma-Aldrich :Catalogue No. A6338 ;及 “ Characterization and -19- 201114907
Potential Roles of Cytosolic and Mitoc Dehydrogenases in Ethanol Metabolism cerevisiae ” ， Wang et al， Molecula
Journal of Bacteriology, p. 822- 8 3 0 )， 化成乙酸酯。在此情況中，每莫耳之經 成2莫耳之還原相等物（NADH )(參考 反應流程2 hondrial Aldehyde in Saccharomyces r Cloning， 1998, 將乙醛及NAD +轉 轉化的輔基材會形 P反應流程2 ):
CHO
-OH HO-
-OH
CH2〇H 木糖
ch2oh —OH HO— —OH ch2oh 氫化木糖
NADH + H+ NAD
ch3ch2oh 乙醇 ch3cho 乙醛
乙酸陰離子 在表3中說明4個不同之測試反應 253的反應比率。使用不同的乙醇濃度 -20- 247 、 249 、 250 及 :AldDH濃度。輔 201114907 因子及基材濃度保持恆定。 表3 反應編號 247 249 250 253 基材批號III [微升] 300 (56 mM) 300 (56 mM) 300 (56 mM) 300 (56 mM) XR添努思念珠菌 5蘭升[微升] 25 (0.25 U/毫 升） 25 (0.25 U/毫 升） 25 (0.25 U/毫升） 25 (0_25 U/毫升） 20mMNAD+[微升] 10(0.4mM) 10(0.4 mM) 10(0.4mM) 10(0.4mM) AldDH S.啤酒酵母菌 5U/mL [微升] 25 (0.25U/毫升) 25 (0.25U/毫升) 0 0 Ethanol 50% [微升] 75 (1286 mM) 70 (1200 mM) 75 (1286 mM) 70(1200 mM) 50 mM TrisHCl 緩衝 劑 pH 7.0 [微升] 65 70 90 95 總體積：〇 . 5毫升 溫度：2 5 ± 2 °C 熱混合器：5 00 rpm 時間：1 1 2小時 爲要鈍化該酶，將所有樣品加熱至70°C 1 5分鐘，且 在製備時離心並過濾以供隨後之 HPLC分析（PVDF ; 0.2微米）。 分析—HPLC : SUGAR SP0810 管柱 + SUGAR SP-G 前管柱 管柱溫度：9 0 °C 偵測器：折射率偵測器 洗提液：去離子化之水 -21 - 201114907 流速：0.90毫升/分鐘 樣品的量：10微升 HPLC之量化精確度：±1〇% 結果： 利用I·2莫耳/升之乙醇濃度可以獲得最大產率（反 應249)。在如此進行時，共產生1.38毫克/毫升的木糖 醇，此在理論上對應於21.2%之木糖醇產率。 在表4中，摘述基於所測量之HP LC數據的反應結果 表4 反應編號 247 249 250 253 理論總濃度[毫克/毫升1 6.288 6.407 6.268 6.150 反應後之木糖[毫克/毫升] 5.057 5.046 5.385 5.365 反應中消耗之木糖[毫克/毫升] 1.231 1.361 0.883 0.785 木糖之回收[毫克/毫升] 1.248 1.379 0.894 0.796 結果顯示：可以使用乙醇作爲輔基材。正如藉由比較 反應249 (包括AldDH之反應混合物）與25 3 (不含
AldDH之反應混合物）可清楚顯示的：醛脫氫酶之添加導 致木糖醇產率明顯增加。經轉化之木糖與木糖醇之差約達 8 %。與上述文獻之引證資料相關的結果僅能得以下結論 :AldDH將在第一部份還原中形成之乙醛進一步氧化成乙 酸（參考反應流程2 )。此種在能量上較佳之反應及與之 -22- 201114907 相關的經增加的NADH濃度在第一平行反應中將平衡由洗 提液移向木糖醇產物。 -23-
Claims (1)
- <^〇\d〇°201114907 七、申請專利範圍： )的方法 1. 一種用以製造醣類裂解產物（特別是糖 ，其特徵在於以下手段之組合： -用含有醇（特別是（^_4醇類或酚）且具有在11.0 及14.0之間之pH値的水溶液處理木質纖維素材料 ，以裂解木質纖維素且將裂解產物與該材料分離， 藉此獲得富含纖維素及半纖維素之材料，及 -用至少一種醣類裂解酶處理所得之富含纖維素及半 纖維素之材料，以獲得該酿類裂解產物。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶液具 有在1 1.0及13.0之間的pH値。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中在低於1〇〇 °(：之溫度下發生該裂解。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中在低於40艺 之溫度下發生該裂解。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中使用稻草、 甘蔗渣、能量草、及/或小麥以作爲木質素材料。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該木質素材 料以5-4〇重量％之原料密度存在於該水溶液中。 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中用木聚糖酶 及/或纖維素酶處理該富含纖維素及半纖維素之材料，以 萃取該糖。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中所得之糖發 酵成醇，該醇經分離且回收。 -24- 201114907 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中用木聚糖酶 轉化該經分解之固體且所得之液相轉化成木糖醇，且其餘 固體 -與纖維素酶進一步反應以獲得不同之發酵產物； 或 -進行熱或熱化學轉化； 或 -藉由細菌、酵母或真菌進行微生物轉化； 或 一進行進一步之去木質化步驟以獲得纖維素纖維材料 〇 I 0 _如申請專利範圍第9項之方法，其中用木聚糖酶 轉化該經分解之固體且使用木糖脫氫酶將所得之液相轉化 成木糖醇，且其餘固體 -與纖維素酶進一步反應以獲得不同之發酵產物； 或 -進行熱或熱化學轉化； 或 -藉由細菌、酵母或真菌進行微生物轉化； 或 -進行進一步之去木質化步驟以獲得纖維素纖維材料 〇 II _如申請專利範圍第9或1 0項之方法，其中在（ 發酵）產物分離後殘留之固體在生物生成氣工廠中發酵且 -25- 201114907 進一步處理成生物生成氣。 -26- 201114907 四 、指定代表圖： (一） 、本案指定代表圖為：無 (二） 、本代表圖之元件符號簡單說明：無 201114907 五 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無
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