本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)提高其水解率的方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口的快速增長(zhǎng)，人類對(duì)能源的需求日趨增大，不可再生的石化資源正消耗殆盡并且面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重制約了全世界可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)清潔替代石油資源的可再生資源已經(jīng)迫在眉睫。生物質(zhì)是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的地球上唯一的一種儲(chǔ)量豐富的可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕Y源。木質(zhì)纖維素是生物質(zhì)的主要組成部分，其廣泛存在于農(nóng)作物秸稈中，產(chǎn)量大，易得到以及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)使其成為最具有利用潛力的生物質(zhì)資源之一，近年來(lái)利用秸稈制取還原糖也成為世界各國(guó)生物質(zhì)利用的一個(gè)重要研究方向。
離子液體因其具有溶解能力強(qiáng)，對(duì)有機(jī)及無(wú)機(jī)化合物都有良好的溶解性能；液體狀態(tài)溫度范圍寬，熱穩(wěn)定性高；易回收，可循環(huán)使用；具有可設(shè)計(jì)性，可通過(guò)調(diào)節(jié)陰離子組成來(lái)改變本身的物理及化學(xué)性質(zhì)等特點(diǎn)成為近年來(lái)作為纖維素的最主要預(yù)處理劑，但是由于離子液體較昂貴，具有一定毒性，在溶解纖維素和回收過(guò)程中均會(huì)有所損耗，且預(yù)處理后對(duì)纖維素水解率提高有限，所以在此基礎(chǔ)上引入超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)以增加離子液體作為預(yù)處理劑的溶解效應(yīng)，減少離子液體的使用量，節(jié)省成本。
超聲波是聲波的一種，因其在傳播過(guò)程中可以產(chǎn)生空化效應(yīng)、熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等效應(yīng)，也逐漸運(yùn)用于大分子物質(zhì)的降解，如多糖降解和蛋白水解等方面。目前在生物質(zhì)降解領(lǐng)域已經(jīng)有一定程度的研究。超聲波對(duì)生物質(zhì)預(yù)處理的作用表現(xiàn)在溶液中產(chǎn)生的空化及機(jī)械效應(yīng)可以對(duì)生物質(zhì)表面進(jìn)行沖擊和剪切，能夠有效破壞纖維素分子中氫鍵，降低結(jié)晶度，使得生物質(zhì)變得粗糙而不規(guī)則，在酶水解和酸水解提供更多的接觸位點(diǎn)，剪切較少的氫鍵。因此，引入超聲波輔助離子液體使生物質(zhì)進(jìn)一步水解，提高資源利用率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種利用超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)提高其酸或酶水解率的方法。
本發(fā)明提出的利用超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)提高其水解率的方法，首先選用陰離子咪唑離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)分別施加五個(gè)頻率的超聲波來(lái)輔助預(yù)處理，然后加蒸餾溶解，經(jīng)過(guò)濾、干燥得到再生生物質(zhì)，接著在一定條件下對(duì)再生生物質(zhì)進(jìn)行酶水解和酸水解，最后利用高效液相色譜法以及dns法測(cè)定水解液中單糖及還原糖的含量，并比較預(yù)處理前后以及單獨(dú)使用離子液體預(yù)處理的單糖及還原糖含量，以此研究超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)對(duì)其水解率的影響。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種利用超聲波輔助離子液預(yù)處理生物質(zhì)的方法，按照下述步驟進(jìn)行：
（1）以離子液體為溶劑，，按照1:10~1:20的固液比（g/ml）將生物質(zhì)與離子液體相混合，在70~80℃下磁力攪拌，并施加不同頻率的超聲波20~30min使生物質(zhì)完全溶解于離子液體中；
（2）待反應(yīng)結(jié)束后，將蒸餾水按照離子液體3~5倍體積的量加入到反應(yīng)溶液中，離子液體溶解到蒸餾水中并析出沉淀，過(guò)濾出沉淀并用蒸餾水洗滌3~5次后于烘箱80℃烘干，得到再生生物質(zhì)；
（3）采用減壓蒸餾的方法對(duì)離子液體進(jìn)行回收。生物質(zhì)沉淀析出后，得到的溶液為水和離子液體混合液體，在60℃，100rpm條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除水分，直至水分不再蒸發(fā)，并在80℃條件下干燥12~24h以除去剩余水分。
（4）稱取一定質(zhì)量的預(yù)處理再生生物質(zhì)，按照固液比1:300~1:500(g/ml)加入到以醋酸-醋酸鈉緩沖物的纖維素酶溶液中，至于搖床中，在50~60℃，80~150rpm下反應(yīng)12~24h，得到酶水解液；
（5）稱取一定質(zhì)量的預(yù)處理再生生物質(zhì)，按照固液比1:20(g/ml)與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的稀硫酸混合以后在160~180℃下反應(yīng)60~90min，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液經(jīng)過(guò)濾除去沉淀，將濾液定容至一定量，獲得酸水解溶液；
（6）水解反應(yīng)結(jié)束后分別測(cè)定酶水解液和酸水解液中單糖糖以及還原糖含量并計(jì)算出各自的得率。
本發(fā)明中，使用的離子液體為陰離子咪唑離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（[bmim]cl）和1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽（[bmim]oac）。
本發(fā)明中，所用的生物質(zhì)包括農(nóng)作物廢棄物：如水稻秸稈，小麥秸稈，玉米秸稈；農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物：如甘蔗渣、甘蔗皮、大蒜皮。
本發(fā)明中，所使用的超聲設(shè)備為聚能式單頻超聲波設(shè)備。
本發(fā)明中，所用的超聲頻率包括20、28、35、40和50khz五個(gè)頻率，超聲功率為100w以內(nèi)的某個(gè)恒定功率。
本發(fā)明中，超聲設(shè)備使用時(shí)將超聲探頭伸入液面深度控制在1~3cm中某一恒定深度。
本發(fā)明中，加熱設(shè)備為超級(jí)恒溫水浴鍋，配套使用反應(yīng)容器為雙層夾套燒杯。
本發(fā)明中，清洗沉淀前將沉淀在乙醇中浸泡并攪拌15~30min。
本發(fā)明中，過(guò)濾沉淀所用的儀器為布式漏斗以及旋片式真空泵。
本發(fā)明中，酶水解時(shí)所用的醋酸-醋酸鈉緩沖液ph為4.8。
本發(fā)明中，酸水解反應(yīng)容器為各型號(hào)的高壓反應(yīng)釜，包括壓力溶彈。
本發(fā)明中，水解液?jiǎn)翁呛繖z測(cè)方法利用高效液相色譜法，還原糖含量利用dns法。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）與傳統(tǒng)的預(yù)處理溶液相比，本發(fā)明中所使用的離子液體具有溶解性強(qiáng)，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，溶解能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，環(huán)境友好并且具有可回收性，符合可持續(xù)綠色化學(xué)發(fā)展的要求。
（2）本發(fā)明中的[bmim]cl和[bmim]oac兩種離子液體具有可回收性，回收率在80%以上，且回收后的離子液體保持了原有性能，可以二次使用。
（3）本發(fā)明中在預(yù)處理的過(guò)程中引入超聲波輔助離子液體預(yù)處理生物質(zhì)，因其具有聚束、定向及反射、透射等特性，能夠有效的打開木質(zhì)纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，并且破壞木質(zhì)素，使生物質(zhì)更易水解。
（4）本發(fā)明中使用的超聲設(shè)備是聚能式單頻超聲波，可以控制探頭深入液面的深度、超聲頻率、超聲功率、超聲時(shí)間以及脈沖保持時(shí)間和間歇時(shí)間等特點(diǎn)，能夠有效地控制反應(yīng)的超聲條件。
（5）本發(fā)明中使用的加熱設(shè)備是超級(jí)恒溫水浴鍋，相比于傳統(tǒng)的恒溫水浴加熱，此設(shè)備加熱控溫更加精確，可以控制在±0.1℃，利用反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行。
（6）本發(fā)明中所使用的反應(yīng)容器為雙層夾套燒杯，配合超級(jí)恒溫水浴鍋，能夠有效穩(wěn)定提供反應(yīng)環(huán)境，并且可以觀察反應(yīng)現(xiàn)象。
（7）本發(fā)明中采用高效液相色譜法對(duì)水解液進(jìn)行單糖定量，使用的色譜柱為美國(guó)bio-rad公司生產(chǎn)的aminex@hpx-87h色譜柱。能夠有效地分離并定量水解液?jiǎn)翁恰?/p>
具體實(shí)施方式
通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不發(fā)明不僅限于實(shí)施例。
實(shí)施例1：
（1）取[bmim]cl離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率20khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為77.85%和70.40%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為3.82%、40.32%、12.53%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖30.94%、24.14%、2.24%。
實(shí)施例2：
（1）取[bmim]cl離子液體10g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度70℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率20khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲20min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取30ml纖維素酶溶液到250ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)12h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，180℃加熱60min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為63.22%和61.34%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為2.16%、33.77%、8.63%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖18.53%、21.24%、1.13%。
實(shí)施例3：
（1）取[bmim]oac離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率28khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為87.57%和75.26%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為7.04%、47.13%、16.52%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖46.32%、20.23%、2.71%。
實(shí)施例4：
（1）取[bmim]oac離子液體10g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度70℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率28khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲20min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取30ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)12h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，180℃加熱60min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為71.46%和62.23%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為4.35%、33.46%、12.34%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖24.14%、12.35%、1.02%。
實(shí)施例5：
（1）取[bmim]cl離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率20khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為91.89%和73.27%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為9.25%、53.17%、18.13%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖48.07%、19.26%、1.85%。
實(shí)施例6：
（1）取[bmim]cl離子液體10g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度70℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率20khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲10min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取20ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)12h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，180℃加熱60min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為82.13%和65.32%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為5.53%、38.57%、12.84%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖34.23%、12.58%、1.29%。
實(shí)施例7：
（1）取[bmim]oac離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率28khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生小麥秸稈。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為93.68%和76.70%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為8.61%、54.25%、12.90%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖43.73%、19.10%、2.45%。
實(shí)施例8：
（1）取[bmim]oac離子液體10g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度70℃，將聚能式超聲探頭伸入液面2cm，超聲功率100w，超聲頻率28khz，脈沖時(shí)間保持10s，間歇時(shí)間2s，在此條件下超聲20min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8倍體積的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生小麥秸稈。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取30ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)12h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，180℃加熱60min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為82.75%和58.92%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為5.63%、37.62%、8.38%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖12.26%、11.35%、0.88%。
對(duì)照例1：
未經(jīng)預(yù)處理的甘蔗渣酶水解和酸水解
（1）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g未經(jīng)預(yù)處理的甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（2）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的未經(jīng)預(yù)處理的甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為41.88%和44.86%
（4）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為0.81%、26.09%、3.12%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖8.82%、4.25%、0.55%。
對(duì)照例2：
只經(jīng)過(guò)[bmim]cl預(yù)處理的甘蔗渣酶水解和酸水解
（1）取[bmim]cl離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，在此條件下溶解30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為53.39%和56.19%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為2.69%、29.27%、6.18%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖21.78%、8.70%、1.01%。
對(duì)照例3：
只經(jīng)過(guò)[bmim]oac預(yù)處理的甘蔗渣酶水解和酸水解
1）取[bmim]oac離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g甘蔗渣緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，在此條件下溶解30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生甘蔗渣。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生甘蔗渣，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生甘蔗渣，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為52.18%和50.26%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為3.20%、32.73%、6.77%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖21.35%、8.77%、0.92%。
對(duì)照例4：
未經(jīng)預(yù)處理的小麥秸稈酶水解和酸水解
（1）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g未經(jīng)預(yù)處理的小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（2）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的未經(jīng)預(yù)處理的小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為:35.77%和39.29%
（4）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為1.49%、23.63%、2.57%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖8.19%、3.49%、0.31%。
對(duì)照例5：
只經(jīng)過(guò)[bmim]cl預(yù)處理的小麥秸稈酶水解和酸水解
（1）取[bmim]cl離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，在此條件下溶解30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生小麥秸稈。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為41.88%和43.73%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為2.25%、28.75%、8.57%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖17.41%、9.58%、1.14%。
對(duì)照例6：
只經(jīng)過(guò)[bmim]oac預(yù)處理的小麥秸稈酶水解和酸水解
（1）取[bmim]cl離子液體20g到雙層夾套燒杯中，將1g小麥秸稈緩慢加入到離子液體中，利用超級(jí)恒溫水浴鍋控制溫度80℃，在此條件下溶解30min。預(yù)處理結(jié)束后加3~5倍原溶液體積的蒸餾水產(chǎn)生沉淀，讓沉淀過(guò)濾后溶解在20~30ml乙醇中，磁力攪拌20min，過(guò)濾后用原溶液5~8的蒸餾水沖洗沉淀以除去殘余離子液體，將得到的沉淀烘干后得到再生小麥秸稈。
（2）以醋酸、醋酸鈉為緩沖物配成ph為4.8的緩沖溶液，再用緩沖液配制纖維素酶液（1g/l），取50ml纖維素酶溶液到150ml錐形瓶中，加入0.1g再生小麥秸稈，在50℃搖床中反應(yīng)24h，之后過(guò)濾，將濾液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（3）準(zhǔn)確稱取烘干至恒重的再生小麥秸稈，與2%的稀硫酸按照20:1（ml/g）充分混合后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，160℃加熱90min，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液用蒸餾水定容至100ml，低溫貯藏待測(cè)。
（4）利用dns法測(cè)定水解液中還原糖含量。取酶水解和酸水解待測(cè)液各0.5ml，加入1.5mldns劑和1.5ml蒸餾水，沸水浴中反應(yīng)15min，取出后冷卻至室溫，定容至20ml，在54nm下分光光度下測(cè)定吸光度。最后測(cè)定酶水解和酸水解還原糖得率分別為49.44%和49.00%
（5）利用高效液相色譜法測(cè)定水解液中單糖含量。利用配備示差檢測(cè)器的安捷倫1260高效液相色譜儀，aminex@hpx-87h色譜柱，柱溫60℃，檢測(cè)器50℃，5mmh2so4作為流動(dòng)相測(cè)定酶水解液中的纖維二糖、葡萄糖和木糖，酸水解液中的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。測(cè)得酶水解纖維二糖、葡萄糖、木糖得率分別為2.23%、29.89%、4.57%；酸水解葡萄糖、木糖、阿拉伯糖11.51%、7.49%、0.89%。
實(shí)施例與對(duì)照例相比，還原糖總量提高了27.5%~38.1%。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于，首先，[bmim]cl和[bmim]oac兩種離子液體具有可回收性，回收率在80%以上，且回收后的離子液體保持了原有性能，可以二次使用。其次，在生物質(zhì)預(yù)處理過(guò)程中施加了超聲波輔助，而這個(gè)過(guò)程沒(méi)有添加任何化學(xué)物質(zhì)，不會(huì)后續(xù)反應(yīng)的過(guò)程中產(chǎn)生新的化學(xué)產(chǎn)物。最后超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)使得生物質(zhì)出現(xiàn)斷層，表面更加粗糙，空隙增大，無(wú)定形結(jié)構(gòu)增加，這使得酶水解和酸水解反應(yīng)更加充分，所以本發(fā)明的是一種綠色高效的方法。