一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法

1.本发明属于化学工程技术领域，具体涉及一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法。


背景技术：

2.糠醛是一种重要的多功能化学品，由于其化学性质活泼，广泛应用于石油炼制、塑料、食品、制药和农业等行业，高效转化生物质资源制备糠醛具有重要的研究意义及经济价值。木质纤维素中富含半纤维素，可以进一步降解产生木糖，木糖脱水便可以获得糠醛，催化其降解生产糠醛是工业化制备糠醛的一种重要途径。但是目前该工艺存在环境污染严重、生产成本过高等问题，已无法满足新时期糠醛产业发展的要求。如何减轻环境污染，降低生产成本，是世界范围内所面临的共性关键技术。
3.木聚糖酶替代传统的酸碱催化，催化木质纤维素中的木聚糖降解生产木糖是减轻环境污染，实现糠醛绿色生产的有效方法。但木质纤维素中半纤维素作为细胞壁的填充物质，复杂结构导致其纤维细胞壁具有天然的抗性，大大降低了酶解效率，增加了生产成本。naoh/尿素/水的溶剂体系能够有效溶出木质纤维素中的半纤维素，例如采用8wt％naoh/3wt％尿素/水组成的混合溶剂可以溶出芒草中大部分半纤维素，该新溶剂系统具有原料廉价易得、对木质纤维素中的半纤维素溶解出率高以及能够回收循环使用等突出优点，被认为是新一代环境友好高效溶剂。用naoh/尿素/水溶剂对木质纤维素进行预处理，溶出其中的半纤维素，进而在该溶剂体系里加入木聚糖酶进行水解制备木糖，能够大大增加酶的可及性，提高酶解效率。但酶在naoh/尿素/水这种强碱性溶剂中活性降低而导致酶的使用量增加，同时酶不能回收重复利用，再加上酶的较为昂贵价格等问题，大大推高了上述生产工艺的成本。因此，必须通过酶的化学修饰提高酶的稳定性与耐受性，且进一步固定化实现回收利用，才能有效降低酶催化半纤维素水解的成本。此外，在获得木糖水解液的基础上，木糖需进一步脱水环合为糠醛，但现有浓硫酸催化体系选择性差、腐蚀性强，使用固体酸催化剂能够有效解决常规酸催化的缺点，对木糖高效制备糠醛具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了针对传统糠醛生产工艺中环境污染严重，成本过高问题，而提供的一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法。
5.本发明提供一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法，用以下步骤制备的：
6.步骤1：将木质纤维素原料干燥后粉碎、过筛和烘箱干燥，配制naoh/尿素水溶液，加入木质纤维素原料中进行预处理；
7.步骤2：过滤步骤1获得的溶液中的不溶物获得滤液，在滤液中加入氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶，过滤回收固定化修饰木聚糖酶，以便重复利用；
8.步骤3：调节ph值至中性，在酶解液中加入sba-15-[hso3-ams] [hso4]-固体酸催化剂，获得糠醛。
[0009]
进一步地限定，所述木质纤维素原料为玉米芯粉；过筛的目数为30～100目；干燥温度70～90℃。
[0010]
进一步地限定，步骤1中所述naoh终浓度为2～10wt％；所述尿素终浓度为3～15wt％。
[0011]
进一步地限定，步骤1中所述预处理木质纤维素的温度为-10～80℃；所述预处理木质纤维素的时间为10～120min。
[0012]
进一步地限定，步骤1所述预处理木质纤维素的液固比为10ml/g。
[0013]
进一步地限定，步骤2所述加入氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.1～1mg：1ml；所述酶解时间为1-12h。
[0014]
进一步地限定，步骤3所述sba-15-[hso3-ams] [hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.005-0.05mg：1ml，所述的反应温度为160-240℃，所述的反应时间为1-10h。
[0015]
进一步地限定，氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法包括：于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入一定量的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将一定量的氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0016]
进一步地限定，所述mpeg-ald相对分子量为2000-10000；所述mpeg-ald质量与木聚糖酶粉质量之比为0.5～50：1；所述氨基功能化sba-15介孔分子筛与木聚糖酶粉质量之比为2.5～10：1；所述修饰木聚糖酶液的体积浓度为1-10mg/ml。
[0017]
本发明提供上述的方法获得的糠醛。
[0018]
有益效果：(1)针对玉米芯粉中的复杂结构导致半纤维素难以酶解问题，以naoh/尿素/水预处理体系高效溶出半纤维素，获得高半纤维素含量的预处理溶液；进一步通过马来酰亚胺酰丙酸酯单甲氧基聚乙二醇与氨基功能化sba-15介孔分子筛组合修饰木聚糖酶，有效提高木聚糖酶对强碱性预处理溶液耐受性，高效降解半纤维素为木糖，又可经简单固液分离回收固定化酶催化剂，提高了酶催化剂的循环再利用性。
[0019]
(3)以sba-15-[hso3-ams] [hso4]-固体酸催化剂催化木糖制备糠醛，固体酸催化剂可循环再利用多次，催化活性损失率低，糠醛的产率较高的优点，大大减轻了糠醛生产过程中的环境污染，降低了生产成本。固定化的酶将玉米芯分解为木糖，木糖在sba-15-[hso3-ams] [hso4]-催化下生成糠醛。
[0020]
(4)本发明的创新性与先进性在于不仅能够实现固定化修饰木聚糖酶在naoh/尿素水的预处理液中高效酶解产生木糖，木糖在固体酸的催化下高效转化成糠醛；而且具有固定化修饰木聚糖酶与固体酸催化剂反复使用多次，糠醛的产率较高的优点。大大减轻了糠醛生产过程中的环境污染，降低了生产成本，具有良好的应用价值。
附图说明
[0021]
图1为实施例1所得糠醛1h-nmr表征结果；
[0022]
图2为实施例1所得糠醛
13
c-nmr表征结果。
具体实施方式
[0023]
实施例1.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0024]
一、固定化修饰木聚糖酶的制备方法：
[0025]
柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液的体积与木聚糖酶粉质量之比为1ml：5mg；mpeg-ald质量与木聚糖酶粉质量之比为1：1；
[0026]
氰基硼氢钠与木聚糖酶粉质量之比为1：3；
[0027]
甘氨酸与木聚糖酶粉质量之比为10:1；
[0028]
步骤1：在30℃温度条件下，向30ml ph为5的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入150mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg相对分子量为5000的mpeg-ald，2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h，加入1.5g甘氨酸终止反应，透析24h，即得到纯化的修饰木聚糖酶溶液；
[0029]
氨基功能化sba-15介孔分子筛与木聚糖酶粉质量之比为1:1；
[0030]
戊二醛体积与木聚糖酶粉质量之比1ml:30mg；
[0031]
步骤2：准确称取0.15g氨基功能化sba-15介孔分子筛，加入5ml质量分数为1％的戊二醛，室温下连续震荡4h，离心；
[0032]
步骤3：用去离子水充分洗涤后，加入体积浓度为4mg/ml的修饰木聚糖酶液；
[0033]
步骤4：加入10ml ph为6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液；
[0034]
步骤5：室温下连续震荡反应8h。反应结束后，离心，用ph为5的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液洗涤多次，即制成固定化修饰木聚糖酶。
[0035]
表1固定化修饰酶的重复利用结果
[0036][0037]
酶回收率的公式：固定化酶酶活/加入游离酶酶活
×
100％。
[0038]
二、sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.005mg：1ml；
[0039]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积)(玉米芯预处理液的体积)比为0.4mg:1ml；所述酶解时间为3h；
[0040]
木质纤维素的液固比为10ml/g；
[0041]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过60目筛，烘箱80℃干燥；
[0042]
步骤2：在naoh的质量浓度为3wt％，尿素的质量浓度为6wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固(固体是玉米芯，液体是氢氧化钠与尿素的水溶液)比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0043]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入20mg的固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为3h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为18.50mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0044]
步骤4：取酶解液30ml，用h2so4调ph值至中性，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固
体酸催化剂0.15mg，在200℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为9.25mg/ml。
[0045]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0046]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与4mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0047]
图1为实施例1所得糠醛1h-nmr表征结果；图2为实施例1所得糠醛
13
c-nmr表征结果。证明可以获得该结构的物质，算结构表征结果，每个实施例是一样的。
[0048]
实施例2.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0049]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0050]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.4mg：30ml；
[0051]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.6mg:1ml；所述酶解时间为4h；
[0052]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0053]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过60目筛，烘箱80℃干燥；
[0054]
步骤2：在naoh的质量浓度为8wt％，尿素的质量浓度为12wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0055]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入30mg的固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为4h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为25.80mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0056]
步骤4：取酶解液30ml，用h2so4调ph值至中性，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.4mg，在200℃下反应2h，溶液中糠醛的浓度为12.83mg/ml。
[0057]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0058]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与4mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0059]
实施例3.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0060]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0061]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.3mg：40ml；
[0062]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为1mg:1ml；所述酶解时间为3h；
[0063]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0064]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过60目筛，烘箱90℃干燥；
[0065]
步骤2：在naoh的质量浓度为8wt％，尿素的质量浓度为10wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0066]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入50mg的固定化修饰木聚糖
酶，控制酶解时间为3h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为26.21mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0067]
步骤4：取酶解液40ml，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.3mg，在200℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为13.83mg/ml。
[0068]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0069]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与4mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0070]
实施例4.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0071]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0072]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.005mg：1ml；
[0073]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.6mg:1ml；所述酶解时间为3h；
[0074]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0075]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过80目筛，烘箱75℃干燥；
[0076]
步骤2：在naoh的质量浓度为3wt％，尿素的质量浓度为10wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为55℃；
[0077]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入30mg固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为3h，酶解温度为55℃，溶液中木糖浓度为22.55mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0078]
步骤4：取酶解液50ml，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.3mg，在190℃下反应3h，溶液中糠醛的浓度为11.55mg/ml。
[0079]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0080]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与10mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0081]
实施例5.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0082]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0083]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.25mg：150ml；
[0084]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为2mg:3ml；所述酶解时间为2h；
[0085]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0086]
步骤1：将玉米芯粉原料干燥后粉碎，过50目筛，烘箱80℃干燥；
[0087]
步骤2：在naoh的质量浓度为5wt％，尿素的质量浓度为10wt％的水溶液中预处理1h，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为45℃；
[0088]
步骤3：过滤除去不溶物；取30ml玉米芯预处理液，加入20mg固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为2h，酶解温度为50℃，溶液中木糖浓度为19.85mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0089]
步骤4：取酶解液30ml，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.25mg，在220℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为10.15mg/ml。
[0090]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0091]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与10mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0092]
实施例6.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0093]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0094]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.15mg：30ml；
[0095]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.8mg:1ml；所述酶解时间为3h；
[0096]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0097]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过40目筛，烘箱80℃干燥；
[0098]
步骤2：在naoh的质量浓度为6wt％，尿素的质量浓度为10wt％的水溶液中预处理90min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为35℃；
[0099]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入40mg固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为3h，酶解温度为60℃，溶液中木糖浓度为21.73mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0100]
步骤4：取酶解液30ml，加入重复回收利用6次的sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.15mg，在200℃下反应3h，溶液中糠醛的浓度为10.83mg/ml。
[0101]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0102]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量2000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.2g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与10mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0103]
实施例7.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0104]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0105]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.15mg：60ml；
[0106]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素
溶液的体积比为1mg:1ml；所述酶解时间为4h；
[0107]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0108]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过50目筛，烘箱80℃干燥；
[0109]
步骤2：在naoh的质量浓度为7wt％，尿素的质量浓度为8wt％的水溶液中预处理120min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为45℃；
[0110]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入50mg固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为4h，酶解温度为55℃，溶液中木糖浓度为20.87mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0111]
步骤4：取酶解液50ml，加入重复回收利用6次的sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.15mg，在180℃下反应3h，溶液中糠醛的浓度为10.41mg/ml。
[0112]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0113]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量2000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.15g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与6mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0114]
实施例8.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0115]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0116]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.3mg：40ml；
[0117]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.4mg:1ml；所述酶解时间为4h；
[0118]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0119]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过60目筛，烘箱80℃干燥；
[0120]
步骤2：在naoh的质量浓度为8wt％，尿素的质量浓度为12wt％的水溶液中预处理120min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0121]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入20mg重复回收利用2次的固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为4h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为19.73mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0122]
步骤4：取酶解液40ml，加入重复回收利用3次的sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.3mg，在220℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为11.65mg/ml。
[0123]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0124]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入150mg分子量2000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.15g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与6mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0125]
实施例9.一种催化木质纤维素水解制备糠醛的方法
[0126]
利用实施例1中的固定化修饰木聚糖酶的制备方法。
[0127]
sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂质量与酶解液体积之比为0.2mg:30ml；
[0128]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的质量与预处理木质纤维素溶液的体积比为0.6mg:1ml；所述酶解时间为3h；
[0129]
木质纤维素的液固比为10ml/g
[0130]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过70目筛，烘箱80℃干燥；
[0131]
步骤2：在naoh的质量浓度为8wt％，尿素的质量浓度为12wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0132]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入30mg重复回收利用5次的固定化修饰木聚糖酶，控制酶解时间为3h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为16.40mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0133]
步骤4：取酶解液30ml，加入重复回收利用6次的sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.2mg，在200℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为8.33mg/ml。
[0134]
氨基功能化sba-15介孔分子筛固定的修饰木聚糖酶的制备方法：
[0135]
于ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中加入250mg木聚糖酶粉，待酶粉溶解后加入500mg分子量5000的mpeg-ald，于30℃反应2h后加入50mg氰基硼氢钠，反应24h后加入1.5g甘氨酸终止反应，经透析纯化得修饰木聚糖酶溶液；将0.15g氨基功能化sba-15介孔分子筛与5ml质量分数1％的戊二醛于室温反应4h，离心后，加入10ml ph＝6的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液与4mg/ml修饰木聚糖酶液室温反应8h，得固定化修饰木聚糖酶。
[0136]
对比例1.未固定化的木聚糖酶产糠醛
[0137]
步骤1：将玉米芯粉原料(5g)干燥后粉碎，过70目筛，烘箱80℃干燥；
[0138]
步骤2：在naoh的质量浓度为8wt％，尿素的质量浓度为12wt％的水溶液中预处理30min，预处理的液固比为10ml/g，预处理温度为50℃；
[0139]
步骤3：过滤除去不溶物，取50ml玉米芯预处理液，加入30mg木聚糖酶粉，控制酶解时间为3h，酶解温度为65℃，溶液中木糖浓度为11.04mg/ml，酶解结束后，过滤回收催化剂；
[0140]
步骤4：取酶解液50ml，加入sba-15-[hso
3-ams]

[hso4]-固体酸催化剂0.2mg，在200℃下反应5h，溶液中糠醛的浓度为7.07mg/ml。
[0141]
糠醛收率的计算公式如下：
[0142][0143]
m1＝cf×vf
[0144][0145]
其中，y为糠醛的收率；m1为反应制得糠醛的实际质量；m2为玉米芯可制得糠醛的理论质量；cf为糠醛在酸化溶液的质量浓度，g/ml；vf玉米芯预处理液的体积；m
玉米芯
为加入反应釜中玉米芯的质量；m
糠醛
表示糠醛的摩尔质量，96.09g/mol；m
木糖
表示木糖的摩尔质量，150.03g/mol；0.27为玉米芯中含有27.00％的木糖。
[0146]
经计算，应用例1-10所得糠醛的收率见表1。
[0147]
表1糠醛收率
[0148]