2.纤维底物方面
前面已谈过,纤维原料由于其结晶度,和半纤维素、木质素等的混杂,均影响对酶的敏感性。故改变底物晶体结构,使结构膨胀、松散和去半纤维素、木质素的任何处理终将增加酶介的敏感性。目前国外预处理的方法主要有以下方法。
1)酸碱预处理
碱预处理是目前较有希望的方法,碱处理可使纤维膨胀,去结晶,和去木质素、半纤维素。美国路易斯安那大学研究用甘蔗渣生产细菌蛋白,未经碱预处理的甘蔗渣分解率一般在15%以下,经碱处理后可使分解达80%~90%。
酸法和酶法结合是提高酶解的另一途径,Padilla和Hoskins先用25%H2 SO4,50℃处理木屑3小时,中和,再加1.25%酶液(米曲霉的纤维素酶Rohm Haas出品)作用3小时,从100克木屑得糖10.8克(其中葡萄糖4.1克,木糖6.7克)。
外山报导(1969)日本已研究出去除木质素的新技术,用绿色木霉TVC15可使去木质素的纤维(纯白制品)90%以上分解,再结合黑曲纤维素酶(ANU2)正在试验将纤维废料如树皮、木屑、废材、秸杆、甘蔗渣等变糖和做饲料,但看来成本太高。(https://www.daowen.com)
美国和加拿大现已在用碱处理的木屑等纤维,如NaOH、NH(3或再加尿素)去木质素,直接作为反刍动物(牛、羊)的饲料,利用反刍动物瘤胃中的微生物分解纤维素,开辟饲料新来源,目前研究很热闹,看来这种方法是解决饲料新来源一个很有希望的方法。
2)高温热磨
碱处理后的纤维虽然敏感性增加,但因膨胀,黏度增加,底物浓度一般无法超过10%,即使全部转化为糖,糖浓也有限(不超过10%)。Reese在小规模试验中用高温热磨法,增加底物浓度,将亚硫酸木浆粕先研磨70小时,再用别的磨粉机在220℃研磨30分钟,制成50%悬浮液,用绿色木霉纤维素酶加β-葡萄糖苷酶,pH4.5,40℃,作用5天,糖浓达24%,14天达到32.5%。现在美国有的试验工厂用底物高温热磨法,再用绿色木霉纤维素酶水解,可使葡萄糖浓度达10%,经过热磨后,纤维颗粒大大减少,酶解接触面增加,而且破坏晶体结构。