專利名稱：：通過選擇性解聚作用從植物生物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)構(gòu)建塊的制作方法通過選擇性解聚作用從植物生物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)構(gòu)建塊
背景技術(shù)：
：由于石化石油化工資源的全球限制，從可再生資源產(chǎn)生生物源(biobased)化學(xué)構(gòu)建塊(ChemicalBuildingBlocks)近年來吸引了日益增加的關(guān)注。用于產(chǎn)生此類生物源化學(xué)制品的優(yōu)選原料來源于可再生植物生物質(zhì)(Kamm等人，2006)。目前生物源產(chǎn)品的制造方法主要利用來自食物和飼料市場(chǎng)例如油、糖和淀粉的底物。大部分第一代原料是明確確定的化學(xué)組合物并具有低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。此外，可以以相對(duì)高的純度(只具有少量的伴隨污染物)獲得此類底物。雖然它們的用途在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都很吸引人，但它們的持續(xù)大規(guī)模供給并不可靠，因?yàn)榈谝淮显谏镌椿瘜W(xué)工藝方法中的使用與它們?cè)谑称饭I(yè)中空前增加的全球需求發(fā)生激烈的竟?fàn)?。上述第一代原料的可替代的底物來源于低成本的森林副產(chǎn)品和構(gòu)成植物材料的不用作食物來源的農(nóng)業(yè)廢物。這些指定的第二代原料的實(shí)例是來自農(nóng)業(yè)活動(dòng)的殘留植物材料例如玉米秸桿和小麥稈以及各種木材相關(guān)廢料。該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)(LignocellulosicBiomass)(LCB)與第一代生物原料的區(qū)別在于其復(fù)雜的化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成。LCB的主要成分是高度聚合的材料例如纖維素(大約35-50%w/w)、半纖維素(大約20-35%w/w)和木質(zhì)素(大約10-25%w/w)。蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和其他化合物在大多數(shù)LCB原材料中構(gòu)成極小的部分(Saha，2005)，但可以以更大的量存在于特殊農(nóng)業(yè)廢物例如來自油料生產(chǎn)的殘?jiān)?。因?yàn)長(zhǎng)CB由多種化學(xué)上不同的成分組成，因而其下游加工在技術(shù)方面是很困難的，這反過來限制了目前基于LCB的生物工藝的經(jīng)濟(jì)可行性。技術(shù)問題為了通過經(jīng)濟(jì)上可行的基于LCB原料的生物工藝生產(chǎn)有價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)和構(gòu)建塊，重要的是(i)回收和精煉其不同化學(xué)成分的大部分和(ii)以足夠的純度生產(chǎn)它們。與不同的和高度聚合的組成LCB的實(shí)體相比，其有利的加工產(chǎn)物是低分子量的。原則上，可從LCB的所有成分產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)上吸引人的產(chǎn)品從纖維素產(chǎn)生的葡萄糖是用于產(chǎn)生高價(jià)值化學(xué)中間產(chǎn)物例如山梨醇的通用起始材料。源于LCB的半纖維素級(jí)分的戊糖例如木糖和阿拉伯糖是高價(jià)值低營(yíng)養(yǎng)且非產(chǎn)熱型甜味劑例如木糖醇和阿拉伯糖醇的起始材料?？伤鈦碜訪CB的蛋白以產(chǎn)生對(duì)映體純(enantiopure)L-氨基酸。木質(zhì)素可用作酚類化合物的來源，從而替代由石油化學(xué)工藝產(chǎn)生的芳族物質(zhì)。對(duì)于第二代原料的應(yīng)用，目前的技術(shù)限制主要與它們復(fù)雜的化學(xué)組成相關(guān)。使用LCB的大多數(shù)現(xiàn)有方法集中在底物的纖維素部分。當(dāng)使用其他成分時(shí)，通常通過非選擇性的處理步驟例如在單個(gè)處理步驟中使用硫酸水解所有半纖維素的預(yù)處理來水解它們。此類非選擇性加工步驟的產(chǎn)物通常具有較低的商業(yè)價(jià)值并且在一些情況下具有負(fù)商業(yè)價(jià)值。用于生物乙醇的發(fā)酵生產(chǎn)的近來實(shí)施的logen工藝在200-250°C下使用稀釋的酸蒸氣預(yù)處理來調(diào)動(dòng)LCB的半纖維素級(jí)分，該級(jí)分包含不同的己糖和戊糖的混合物。在分開的酶步驟中，將不溶的纖維素級(jí)分水解成己糖(葡萄糖)。在半纖維素和纖維素級(jí)分液化后，將不溶的木質(zhì)素固體與渣(marsh)物理分離，然后燃燒，從而產(chǎn)生用于剩余LCB級(jí)分的下游處理的能量。將合并的纖維素和半纖維素級(jí)分在單個(gè)步驟中發(fā)酵以產(chǎn)生生物乙醇。然后通過蒸餾從發(fā)酵液中回收所得的乙醇。因?yàn)榇蟛糠稚藤徔傻玫挠糜诎l(fā)酵方法的有機(jī)體(即面包酵母(baker'syeast)、酉良酒酵母(^acc力aro歷/cescereWs/ae))不負(fù)巨利用戊糖，所以LCB的這些成分，當(dāng)以純的形式存時(shí)雖然具有重要的商業(yè)價(jià)值，但在該方法中仍然與剩余的廢渣一起被拋棄(Lawford和Rousseau,2003)。最近，一直嘗試使LCB的戊糖級(jí)分可用于發(fā)酵轉(zhuǎn)變成生物乙醇。在該經(jīng)修正的方法設(shè)計(jì)中，在預(yù)處理步驟后，將被液化的半纖維素級(jí)分與LCB的剩余成分分離。當(dāng)如之前所述處理所有剩余的LCB級(jí)分時(shí)，特別地在分開的發(fā)酵步驟中使用具有利用戊糖的能力的經(jīng)基因工程改造的微生物(即經(jīng)基因工程改造的運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌U/邁o歷o/7a;/z7o62'/2'50(Lawford和Rousseau,2003;Lynd等人，2005)來有效地將液化的和條件化的半纖維素轉(zhuǎn)變成生物乙醇。隨后將所得的發(fā)酵渣添加入常規(guī)工藝物料流以回收生物乙醇。雖然來自復(fù)雜戊糖混合物的生物乙醇產(chǎn)品似乎是有商業(yè)價(jià)值的，但己糖、戊糖和木質(zhì)素至高價(jià)值產(chǎn)品和化學(xué)構(gòu)建塊的選擇性加工是利用LCB成分的吸引人的可替代的途徑。所有目前使用的預(yù)處理方法的一個(gè)固有問題是組成LCB成分的不同化學(xué)構(gòu)建塊的同時(shí)和非選擇性水解和釋放(Saha，2005)。目前，商業(yè)上使用的和經(jīng)濟(jì)上可行的預(yù)處理方法使用劇烈的化學(xué)或物理處理，其可包括在提高的溫度下進(jìn)行的酸或堿處理的組合(Ramos等人，2005)。所得的LCB水解產(chǎn)物包含多種通過LCB構(gòu)建塊的化學(xué)修飾衍生的不希望的副產(chǎn)品。此類污染物的存在通常阻礙產(chǎn)物的下游酶促催化過程或全細(xì)胞發(fā)酵(Saha，2005)，從而嚴(yán)重地降低了通過此類方法從LCB產(chǎn)生的產(chǎn)物流的商業(yè)價(jià)值。因此，本發(fā)明背后的技術(shù)問題是提供用于從可再生植物生物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)構(gòu)建塊的方法。特別地，技術(shù)問題是提供用于從LCB產(chǎn)生有價(jià)值的化學(xué)構(gòu)建塊的方法，該方法避免了現(xiàn)有技術(shù)的不利方面和缺點(diǎn)。發(fā)明概述根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了用于未處理的聚合物原料的酶處理的處理方法，其包括步驟(a)用酶系統(tǒng)處理未處理的聚合物原料以從未處理的聚合物原料釋放確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊和(b)將步驟a)中產(chǎn)生的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料的殘余物分離。根據(jù)優(yōu)選方面，在溶劑(液體介質(zhì))中進(jìn)行步驟a)和b)。優(yōu)選，在其中(未處理的)聚合物原料不溶于其中，即在其中其不以溶解的形式存在的溶劑存在的情況下，處理(未處理的)聚合物原料。因此，(未處理的)聚合物原料優(yōu)選是不溶的未處理的聚合物原料。溶劑優(yōu)選是水性溶劑。更優(yōu)選，酶步驟a)可從未處理的聚合物原料釋放可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊，所述構(gòu)建塊在溶劑中是可溶的，從而可溶解于其中。根據(jù)更優(yōu)選方面，步驟a)中產(chǎn)生的可溶的(溶解的)確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與不溶的(不溶解的)未處理或已處理的聚合物原料的殘余物的分離(步驟b)可通過固體-液體分離來獲得?？墒褂糜糜诠腆w-液體分離的任何常規(guī)方法，包括過濾或離心法。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選方面，本發(fā)明包括由步驟a)和步驟b)或一系列順序處理步驟組成的單一整合處理，其中重復(fù)步驟a)和步驟b)至少一次。在各處理步驟中，通過連續(xù)加入特定的酶系統(tǒng)，然后將可溶的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物與聚合物原料的不溶的殘余物分離來從不溶未處理或已處理的聚合物原料產(chǎn)生可溶的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物?？墒褂糜糜诠腆w-液體分離的任何常規(guī)方法，包括過濾或離心法。根據(jù)優(yōu)選方面，在每一個(gè)處理步驟a)中從未處理或已處理的聚合物原料釋放的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是一種選自下面表l的左欄的特定"產(chǎn)物"。換句話說，通過使用具有相同產(chǎn)物的酶系統(tǒng)或酶系統(tǒng)的組合，在每一個(gè)處理步驟a)中從未處理或已處理的聚合物原料只釋放一種特定的單體或聚合物構(gòu)建塊。表l中列出酶的此類組合的實(shí)例。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，(充足)量的木質(zhì)素的存在在本發(fā)明的方法是有益的。因此，從酶促處理步驟獲得的產(chǎn)物流的選擇性和因而純度可因木質(zhì)素在聚合物原料中的存在而意外地增加。觀察到的酶促選擇性的改變可歸因于在木質(zhì)素存在的情況下改變的表面性質(zhì)，然而，本發(fā)明不限定于該假設(shè)的理論機(jī)制。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，未處理的聚合物原料包含至少1重量%木質(zhì)素，優(yōu)選至少3重量％木質(zhì)素，更優(yōu)選至少5重量％木質(zhì)素。如果未處理的聚合物原料包含至少10重量％木質(zhì)素，優(yōu)選至少20重量％木質(zhì)素，則獲得特別有利的結(jié)果。原料中存在的木質(zhì)素的量可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來測(cè)定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，可根據(jù)A.Sluiter等人，"DeterminationofStructuralCarbohydratesandUgnininBiomass"，UP,TechnicalReport匿L/TP-510-42618,January2008中指出的方法計(jì)算木質(zhì)素含量。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，可根據(jù)Hsu等人，JournalofAnimalScience,1987.65:pp.244-255foraciddetergentlignin(ADL)中指出的方法計(jì)算木質(zhì)素含量。與上述令人驚訝的發(fā)現(xiàn)相符，根據(jù)本發(fā)明的另外優(yōu)選方面，在本發(fā)明的方法中不進(jìn)行木質(zhì)素降解酶處理步驟。同樣，進(jìn)一步優(yōu)選地在步驟(a)和(b)或它們的重復(fù)過程中不減小計(jì)算為聚合物原料的總組成的重量％的聚合物原料中木質(zhì)素的含量?？砂慈缟纤攀龅模瑴y(cè)定木質(zhì)素含量。根據(jù)本發(fā)明的特別有利的方面，本發(fā)明的處理方法在步驟a)之前包括至少一個(gè)用于將可溶性成分與未處理或已處理的(不溶的)聚合物原料分離(除去)的處理步驟("預(yù)處理步驟")。因此，該步驟在未處理或已處理的聚合物原料的酶促處理之前進(jìn)行。已發(fā)現(xiàn)，通過此類用于從未處理或已處理的聚合物原料除去可溶性成分的預(yù)處理步驟，可令人驚訝地增加后續(xù)的酶促處理步驟的效率。下面進(jìn)一步論述此類預(yù)處理步驟的優(yōu)選條件。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，在預(yù)處理步驟中使用與用于下列酶促處理步驟a)的相同或相似的溶劑(液體介質(zhì))。優(yōu)選在與下列酶促處理步驟a)相同的溫度下和更優(yōu)選在更高的溫度下進(jìn)行用于除去可溶性物質(zhì)的各個(gè)預(yù)處理步驟以增加提取效率。更優(yōu)選地，在與下列酶促處理步驟相比更高的溫度和壓力(高壓鍋原理)但在縮短的處理時(shí)間下進(jìn)行使用預(yù)處理步驟的可溶性提取。再次地，未處理或已處理的聚合物原料優(yōu)選不溶于所使用的溶劑，而待除去的成分溶于其中。優(yōu)選通過常規(guī)固體-液體分離法將可溶性成分與不溶的未處理或已處理的聚合物原料分離。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，可在至少兩個(gè)預(yù)處理步驟的多步驟循環(huán)(stepwisecycle)中重復(fù)在步驟a)之前用于從(未處理或已處理的)聚合物原料除去可溶性成分的各個(gè)處理步驟。在優(yōu)選實(shí)施方案中，利用不同的溶劑組成、溫度和時(shí)間分布進(jìn)行所述循環(huán)以增加可溶性提取的效率。預(yù)處理步驟可包含本文中定義的一個(gè)或多個(gè)物理-化學(xué)預(yù)處理步驟和/或一個(gè)或多個(gè)清洗步驟。在本發(fā)明中，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選方面已發(fā)現(xiàn)，鑒于通過使用選擇性催化處理步驟從復(fù)雜的天然底物例如LCB產(chǎn)生化學(xué)純的較高附加值的基礎(chǔ)化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)構(gòu)建塊方面，在使用酶系統(tǒng)進(jìn)行確定的處理后經(jīng)釋放的(可溶性)單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊從(不溶的)未處理或已處理的聚合物原料的分離提供了顯著的有利方面。此類選擇性催化方法步驟從復(fù)雜的聚合物原料釋放確定的化學(xué)單體成分或寡聚成分，通過處理步驟產(chǎn)生的產(chǎn)物中的其他污染物的量較低。在LCB的水解中提供這樣的特異性和選擇性的優(yōu)選技術(shù)方案是選擇性酶促步驟的使用?；A(chǔ)化學(xué)物質(zhì)可用作常規(guī)石油化學(xué)加工中的起始材料以及新型化學(xué)和生物化學(xué)合成途徑中的起始材料的替代物，從而具有極高的商業(yè)價(jià)值。下面更詳細(xì)地描述另外的優(yōu)選方面和實(shí)施方案。定義術(shù)語"未處理的聚合物原料"是指以不同質(zhì)量比混合的通常來源于植物材料的不同的不溶的聚合物底物例如碳水化合物、聚脂類、多肽、多核苷酸和聚類苯丙烷(phenylpropanoid)的復(fù)雜混合物。除了這些不溶的聚合物底物外，未處理的聚合物原料通常還包含可溶性單體成分或寡聚成分。未處理的聚合物原料包括但不限于來自森林、農(nóng)業(yè)和食品加工業(yè)的廢物以及市政廢物。當(dāng)主要聚合物是纖維素和木質(zhì)素時(shí)，此類未處理的聚合物原料稱為"未處理的木質(zhì)纖維素原料"或"木質(zhì)纖維素生物質(zhì)"或"LCB"。來自農(nóng)業(yè)活動(dòng)的未處理的木質(zhì)纖維原料包括但不限于小麥秤、玉米秸桿、瘤胃畜糞肥(rumenanimalmanure)、甘蔗渣(sugarcanebargass)、甜菜漿和草本材料如柳枝稷、SericeaLespedezaSerala和高丹草(Sorghumsudangrass)。森林來源的廢物包括但不限于木材樹皮、木屑和廢木料。來源于食品工業(yè)的木質(zhì)纖維原料包括但不限于果漿、龍舌蘭屬植物(agave)的完整殘余物、咖啡殘?jiān)驼ビ凸S廢料例如菜子餅和工廠廢水。來源于紙漿與造紙工業(yè)的未處理的原料包括但不限于造紙廢渣(papersludge)和造紙工廠廢水。來源于市政廢物的未處理的原料包括但不限于廢紙、蔬菜殘?jiān)退麣堅(jiān)?。本文中使用的術(shù)語"已處理的聚合物原料"表示在至少一個(gè)酶促處理步驟(步驟a)后未處理的聚合物原料(的殘余物)。術(shù)語"清洗步驟"將表示為了從不溶的聚合物原料提取可溶性成分而使用至少一種溶劑進(jìn)行的未處理或已處理的聚合物原料的任何預(yù)處理步驟，其不修飾或改變聚合物原料本身的結(jié)構(gòu)。術(shù)語"物理化學(xué)處理步驟"是指為了從不溶的聚合物原料提取可包括修飾或改變聚合物原^本身的結(jié)^。、''術(shù)語"聚合物底物"是指由以線性或部分分支的分子結(jié)構(gòu)共價(jià)連接在一起的特定的單體成分或有限種類的確定的單體成分組成的物質(zhì)。未處理的木質(zhì)纖維原料的不溶的級(jí)分包含顯著量的此類聚合物底物例如纖維素、木聚糖、甘露聚糖和半乳糖體。此外，還包含聚合物底物例如木質(zhì)素、阿拉伯木聚糖、葡糖醛酸木聚糖(glucoronoxylan)、葡甘露聚糖和木葡聚糖。術(shù)語"酶系統(tǒng)"是指能夠?qū)⒍嗑刍蚬丫鄣孜锎呋D(zhuǎn)化成更小的寡聚或單體成分(構(gòu)建塊)的蛋白性質(zhì)的實(shí)體。除了使用單種酶從聚合物底物產(chǎn)生單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物外，術(shù)語酶系統(tǒng)還包括包含多種酶的混合物，所述酶通過協(xié)同或平行作用從聚合物原料產(chǎn)生確定的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物。因此，術(shù)語"酶系統(tǒng)"和"酶混合物"在本文中可互換使用并且這兩者可分別包括一種或多種酶或酶活性。術(shù)語"單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊"是指通過使用酶系統(tǒng)從未處理的聚合物原料釋放的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物。"寡聚的"應(yīng)當(dāng)包括具有兩個(gè)或更多個(gè)單體單元的化合物。術(shù)語酶的"酶促活性"是指酶在適當(dāng)?shù)臈l件下的催化活性，在所述條件下，酶用作將特定聚合物底物或人工底物轉(zhuǎn)變成特定寡聚產(chǎn)物或單體產(chǎn)物的蛋白質(zhì)催化劑。術(shù)語"污染性酶促活性"描述了所使用的酶系統(tǒng)的酶促活性，其導(dǎo)致除所期望的寡聚產(chǎn)物或單體產(chǎn)物之外的寡聚產(chǎn)物或單體產(chǎn)物，所述所期望的產(chǎn)物是根據(jù)酶系統(tǒng)所期望的(主要的或第一)酶促活性產(chǎn)生的。術(shù)語"人工底物"是指在將人工底物與酶系統(tǒng)接觸后，在人工底物的物理化學(xué)性質(zhì)上產(chǎn)生可測(cè)量的變化的通常低分子量的物質(zhì)，所述變化與選擇的酶系統(tǒng)的活性相關(guān)。所述物理化學(xué)性質(zhì)和在將它們與酶人員來說是已知的，其包括但不限于可用分光光度計(jì)測(cè)量的吸收或熒光發(fā)射性質(zhì)的變化、通過液相或氣相色譜儀測(cè)定的色譜遷移度的變化以及通過質(zhì)鐠分析測(cè)定的分子量的變化。用于酶、酶系統(tǒng)以及可測(cè)量的反應(yīng)產(chǎn)物的適當(dāng)?shù)娜斯さ孜锪杏谙旅娴谋?中。術(shù)語"釋放，，是指通過物理、化學(xué)或催化方法例如水解、氧化或還原解聚作用進(jìn)行的不溶的聚合物底物至可溶性單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。發(fā)明詳述^迷本發(fā)明根據(jù)第一方面包括用于從未處理的聚合物原料產(chǎn)生基礎(chǔ)化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)構(gòu)建塊的單一的整合處理過程或一系列順序處理步驟。在各處理步驟中，通過將未處理或已處理的聚合物原料與特定的酶系統(tǒng)接觸，從不溶的未處理或已處理的聚合物原料產(chǎn)生可溶性單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物，所述酶系統(tǒng)優(yōu)選基本不含產(chǎn)生除了期望的反應(yīng)產(chǎn)物(單體或聚合構(gòu)建塊)外的物質(zhì)的酶促活性，然后將可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與不溶的未處理或已處理的聚合物原料分離。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，所述方法包括在單一整合處理之前或與其結(jié)合時(shí)或在前述段落中定義的一系列順序(酶促)處理步驟的一個(gè)或多個(gè)步驟之前和當(dāng)與其結(jié)合時(shí)，將可溶性成分與(不溶的)聚合物原料例如LCB分離。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在酶促處理步驟之前的可溶成分與(不溶的)未處理的聚合物原料的初次分離包括至少一個(gè)物理化學(xué)預(yù)處理步驟，然后進(jìn)行固體-液體分離。所述物理化學(xué)處理步驟可包括但不限于將未處理的聚合物原料與溶劑在升溫和/或加壓下一起溫育和/或?qū)⑽刺幚淼木酆衔镌吓c化學(xué)物質(zhì)接觸。此類化學(xué)物質(zhì)包括但不限于所述稀或濃的酸或堿。優(yōu)選，在l-13的pH，更優(yōu)選2-5或8-11的pH下進(jìn)行所述物理化學(xué)預(yù)處理。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，將物理化學(xué)預(yù)處理與一個(gè)或多個(gè)清洗步驟結(jié)合，優(yōu)選，目的為進(jìn)一步減少未處理的聚合物原料中的可溶性成分。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，本文中定義的預(yù)處理步驟在范圍為20至210°C，優(yōu)選在50-175。C的溫度下進(jìn)行。各個(gè)單獨(dú)的預(yù)處理步驟的壓力范圍可在1至300巴的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1至100巴的范圍內(nèi)。預(yù)處理步驟的優(yōu)選持續(xù)時(shí)間取決于未處理或已處理的聚合物原料的組成并且可在數(shù)秒至1周的范圍內(nèi)。最優(yōu)選，各個(gè)單獨(dú)預(yù)處理步驟的處理時(shí)間可以不超過1小時(shí)。酶促處理步驟之前的所述清洗步驟包括使用至少一種溶劑，優(yōu)選至少一種水性溶劑進(jìn)行的至少一個(gè)清洗步驟。最優(yōu)選但非限定性地是水或含水緩沖液。優(yōu)選地，在進(jìn)行清洗步驟之后接著進(jìn)行固體-液體分離。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，清洗步驟在酶或催化劑不存在的情況下進(jìn)行。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，用于各個(gè)預(yù)處理步驟特別是清洗步驟的液體介質(zhì)包含不同濃度的無機(jī)鹽和/或其他化學(xué)成分，其可影響介質(zhì)的離子強(qiáng)度、pH和/或疏水性以增加優(yōu)選在各酶促處理步驟之前和之后可溶材料的可提取性。優(yōu)選地，用于單個(gè)預(yù)處理步驟的液體介質(zhì)的特征為pH1-13。優(yōu)選，用于單個(gè)預(yù)處理步驟的液體介質(zhì)包含無機(jī)酸、堿和鹽例如氯化氫、硫酸、銨、氯化鈉、氫氧化鈉、疏酸銨、磷酸鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉、硫酸鈉和/或有機(jī)緩沖劑成分例如甘氨酸、甘油和/或用于疏水改性的Triton-X100。優(yōu)選，用于單個(gè)預(yù)處理步驟的液體介質(zhì)的離子強(qiáng)度在相當(dāng)于0.l-10M的硫酸鈉(離子強(qiáng)度1~1.7-170)的范圍內(nèi)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，液體介質(zhì)不含不與水混溶的任何有機(jī)溶劑和/或化合物。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，各個(gè)清洗步驟使用不同時(shí)間、溫度和壓力分布，用不同的溶劑組成對(duì)未處理或已處理的聚合物原料重復(fù)施用，以使特定的可溶成分的提取最大化。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，設(shè)計(jì)至少一個(gè)在未處理的聚合物原料的酶促處理之前的物理化學(xué)預(yù)處理步驟用于(主要)從未處理的聚合物原料除去木質(zhì)素、樹脂和/或蛋白質(zhì)成分。優(yōu)選，使用具有大于l的離子強(qiáng)度U)的液體介質(zhì)，而在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所有隨后的預(yù)處理步驟，特別是清洗步驟都使用具有比起始物理化學(xué)預(yù)處理步驟中更低的離子強(qiáng)度的液體介質(zhì)進(jìn)行。用于分離可溶和不溶成分的方法對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來說是已知的，其包括處理步驟例如沉淀、傾析、過濾、微濾、超濾、離心、揮發(fā)性產(chǎn)物的蒸發(fā)，和使用有機(jī)或無機(jī)溶劑進(jìn)行的提取。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，預(yù)處理步驟包括使用水性溶劑、有機(jī)溶劑或這些溶劑的任何組合或混合物，優(yōu)選使用乙醇或甘油進(jìn)行的處理。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，酶促處理在水性介質(zhì)中進(jìn)行，從未處理或已處理的聚合物原料釋放的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊在水性介質(zhì)中是可溶的，根據(jù)上面步驟b)的分離通過在水性介質(zhì)中可溶性構(gòu)建塊與不溶的未處理或已處理的聚合物原料的固體-液體的分離來進(jìn)行。構(gòu)成聚合物原料的主要成分的聚合物底物、它們的單體或寡聚降解產(chǎn)物(構(gòu)建塊)以及用于從包含在未處理或已處理的聚合物原料中的各聚合物底物產(chǎn)生基本上純的產(chǎn)物的酶系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)例列于下面的表l中。在本發(fā)明的處理步驟中，聚合物底物的化學(xué)構(gòu)建塊如半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、葡聚糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)通過將聚合物原料與特定的酶系統(tǒng)接觸來釋放。各個(gè)原料成分生成基本上純的可溶產(chǎn)物的酶促分解基于底物特異性酶制劑的應(yīng)用，所述酶制劑，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，在各個(gè)處理步驟中基本上不含釋放除了期望的產(chǎn)物外的其他成分的活性。求^埋^果合參^并的逸^#確定本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的方法來確定。例如，木質(zhì)纖維素材料的組成可使用熱分解、氣相色譜和質(zhì)譜法的組合來確定。描述用于確定LCB成分的可能的分析方法的方法庫列于h加〃www1.eere.enerqv.gov/biomass/analvticalprocedures.html#samples。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，包括幾個(gè)物理和酶促反應(yīng)步驟的標(biāo)準(zhǔn)方法可用于基于獲得的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)聚合物原料的組成進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性地定量化。關(guān)于常用的原料，列舉最常用的原料種類的質(zhì)量比的數(shù)據(jù)庫可見于http:〃www1.eere.energv.qov/biomass/feedstockdatabases.html。在分析原料成分的舉例說明中，首先必須在可進(jìn)行進(jìn)一步分析之前將未處理的聚合物原料部分水解。在原料水解之前，應(yīng)當(dāng)將未處理的原料樣品(lg)置于坩堝中并且在50X:下進(jìn)行干燥直至獲得恒重。將干重記錄至小數(shù)點(diǎn)后3位，從而獲得樣品的烘干重(ODW)。關(guān)于水解方法，將lg磨細(xì)的原料(2pm)置于壓力管(pressuretube)中，加入3ml72%v/v硫酸。將壓力管置于30。C的水浴中并且溫育1小時(shí)。使用攪拌棒，必須在不將樣品移出水浴的情況下，每隔5至10分鐘攪拌一次樣品。攪拌對(duì)于確保酸在顆粒上的均勻分布是必需的。通過使用滴定管添加84ml重蒸(d.d.)水將酸稀釋至4%，樣品通過試管的數(shù)次翻轉(zhuǎn)以消除相分離進(jìn)行混合。為了測(cè)定原料中不溶于酸的木質(zhì)素級(jí)分，將經(jīng)高壓滅菌的水解溶液通過之前稱重的濾堝進(jìn)行真空過濾。將濾液收集在吸濾瓶中，然后將50ml的等份轉(zhuǎn)移入樣品儲(chǔ)存瓶。該樣品將用于隨后測(cè)定木質(zhì)素和碳水化合物含量的步驟中?？扇苡谒岬哪举|(zhì)素的測(cè)定必須在6小時(shí)的水解之內(nèi)進(jìn)行。為了測(cè)定不溶于酸的木質(zhì)素，添加重蒸水以定量地將所有剩余的不溶物從壓力管轉(zhuǎn)移入濾堝。不溶的物質(zhì)必須用最小量50ml重蒸水沖洗，然后必須將坩堝和不溶于酸的殘?jiān)?05'C下干燥4小時(shí)或直至獲得恒重。在溫育后，從烘箱中取出樣品，然后在干燥器中冷卻。在將坩堝和殘?jiān)?75。C下的烘爐中放置24小時(shí)之前，必須記錄坩堝和干燥殘?jiān)闹亓?w2"，直至最接近O.1mg。從爐中小心取出坩堝并且將其直接轉(zhuǎn)移入干燥器，冷卻至與坩堝的初始冷卻時(shí)間相等的特定時(shí)間段。稱取坩堝和灰分的重量(重量"w3")，然后將其重置于爐內(nèi)直至獲得恒重。就剩余的灰分("w3")修正的重量"w2"等于未處理的原料中包含的不溶于酸的木質(zhì)素的重量。與獲得不溶于酸的木質(zhì)素的量所需的復(fù)雜測(cè)量相比，可溶于酸的木質(zhì)素的量可容易地通過分光光度計(jì)測(cè)量來測(cè)定。首先在選擇的分光光度計(jì)上用4%v/v硫酸水溶液進(jìn)行背景測(cè)量。使用初始水解液，測(cè)量320nm處和通常在198nm左右的濾液水解產(chǎn)物的最大吸光率處的吸光率。必要時(shí)必須稀釋樣品以產(chǎn)生范圍為0.7-1.0A單位的吸光率。按照下列算式，使用保留至小數(shù)點(diǎn)后3位的樣品的吸光率來計(jì)算存在于樣品中的可溶于酸的木質(zhì)素(ASL)的量%ASL=(UVabs*體積濾液*稀釋因子)/(e*ODW樣品)*100ODW=未處理的原料樣品的烘干重UVabs=樣品在320nm的平均UV-可見吸光率體積濾液-水解濾液的體積E=在樣品的最大吸光率下的生物質(zhì)水解液的消光系數(shù)(大量未處理的聚合物原料的消光系數(shù)的數(shù)值可見于http:〃www1.eere.energy.gov/biomass/analyticalprocedures.html#samples)。通過使用基于HPLC的方法，樣品水解液還可用于測(cè)定原料的半纖維素級(jí)分中包含的結(jié)構(gòu)性碳水化合物。該測(cè)定首先需要針對(duì)各D-纖維二糖、葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖的校準(zhǔn)混合物。制備的各糖標(biāo)準(zhǔn)品的濃度應(yīng)當(dāng)在0.1至4mg/ml范圍內(nèi)。對(duì)于各組校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)制備落在校準(zhǔn)曲線的驗(yàn)證范圍的中間段(即2.5mg/ml)的獨(dú)立的校準(zhǔn)確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)(CVS)。應(yīng)當(dāng)在各校準(zhǔn)設(shè)定之后和在整個(gè)分析順序，包括樣品組中，每隔一定的時(shí)間通過HPLC分析CVS。CVS用于驗(yàn)證各次測(cè)定的校準(zhǔn)曲線的質(zhì)量和穩(wěn)定性。將在初始步驟中樣品水解后獲得的20ml水解液轉(zhuǎn)移入50ml錐形瓶。加入碳酸鈣，將樣品中和至pH5-6，在溶液沉降后，傾析出上清液。在沉降后，溶液將具有大致中性的pH。糖校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)CVS和樣品即可用于使用配備有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)柱的ShodexsugarSP0810(Phenomenex)或AminexHPX-87P(BioRad)柱進(jìn)行的HPLC分析。取決于濃度和檢測(cè)器的檢測(cè)限，樣品注射體積應(yīng)當(dāng)在10和50in1之間。以0.6ml/分鐘的流速和80。C的柱溫用重蒸水洗脫樣品。樣品洗脫可使用折光率檢測(cè)法最好地監(jiān)控。在分析之前應(yīng)當(dāng)對(duì)色譜圖進(jìn)行積分，以及應(yīng)當(dāng)參照各糖成分的適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)曲線來測(cè)定每種糖的含量。凝《鍵在本文描述的實(shí)施方案中，定制施用的酶混合物的特異性以獲得來源于不同聚合物底物種類的純單體產(chǎn)物流(確定的單體或聚合構(gòu)建塊)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，施用于具體的未處理或已處理的聚合物原料的酶系統(tǒng)可包含不超過50%的其他酶促活性，所述其他酶促活性可從指定的聚合物原料產(chǎn)生除優(yōu)選產(chǎn)物以外的產(chǎn)物。在本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施方案中，施用于未處理或已處理的聚合物原料的酶系統(tǒng)混合物可包含不超過(或少于)20%，優(yōu)選不超過(或少于)10%，更優(yōu)選不超過(或少于)5%，更優(yōu)選不超過(或少于)2%，最優(yōu)選不超過(或少于)1%的其他酶促活性，所述其他酶促活性可從指定的聚合物原料產(chǎn)生除了優(yōu)選產(chǎn)物外的產(chǎn)物。其他酶促活性的百分比可使用用于測(cè)定各種酶活性的標(biāo)準(zhǔn)方法常規(guī)測(cè)定。因此，存在于酶系統(tǒng)中的導(dǎo)致從未處理或已處理的聚合物原料釋放期望的確定的單體或聚合構(gòu)建塊的"主要"酶活性應(yīng)當(dāng)達(dá)到至少50%，優(yōu)選至少80%，更優(yōu)選至少90%,更優(yōu)選至少95%,更優(yōu)選至少98%，更優(yōu)選至少99%,基于存在于酶系統(tǒng)中的所有酶活性計(jì)。酶活性可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的和本文中描述的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，上述百分比可通過根據(jù)上述步驟a)用酶系統(tǒng)處理未處理的聚合物原料，并分析在根據(jù)步驟b)從不溶的未處理的聚合物原料固體-液體分離后釋放的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊，來簡(jiǎn)單地測(cè)定。因此，如果釋放的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊包含超過50mol-。/。的特定的期望的構(gòu)建塊(基于總固體含量)時(shí)，存在于酶系統(tǒng)中的其他酶活性被認(rèn)為低于50%。類似地，如果釋放的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊包含超過80、90、95、98或99mol-%的特定的所期望的構(gòu)建塊時(shí)，存在于酶系統(tǒng)中的其他酶活性被認(rèn)為分別低于20、10、5、2或lmo1-%。相應(yīng)地，存在于酶系統(tǒng)中并且導(dǎo)致從未處理的聚合物原料釋放期望的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的"主要"酶活性在該情況下被認(rèn)為達(dá)到至少50%，優(yōu)選至少80%,更優(yōu)選至少90%,更優(yōu)選至少95%,更優(yōu)選至少98%，更優(yōu)選至少99%,基于存在于酶系統(tǒng)中的所有酶活性計(jì)。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方案，在酶活性的百分比的上述測(cè)定中，用"重量％"替代"mol-%"。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，酶活性可通過測(cè)量經(jīng)選擇的如以上定義的聚合物底物的轉(zhuǎn)化率來測(cè)定。在可替代的實(shí)施方案中，存在于酶系統(tǒng)中的酶活性可通過使用人工底物來測(cè)定。取決于使用的檢測(cè)方法的方便性和可靠性，可測(cè)量底物本身的轉(zhuǎn)化或者可替代地測(cè)量由于酶促催化反應(yīng)而引起的特定產(chǎn)物的形成。在特殊情況下，酶本身(例如，氧化還原酶)的催化中間體可通過分光光度計(jì)測(cè)量來檢測(cè)。經(jīng)配制的酶混合物的酶促活性試驗(yàn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。用于特定性酶活性的適當(dāng)試驗(yàn)庫列于http:〃www.sigmaaldrich.com/AreaofInterest/Biochemicals/EnzvmeExplorer/KevResources/AssavLibrary/AssaysbyEnzvmeName.html。用于測(cè)定特定酶種類的酶活性的特定試驗(yàn)的實(shí)例列于下面。在具體情況下，可在0.5ml的含有10mMCaCh、4mM對(duì)-硝基苯基-p-D-纖維二糖糖苷和200m1稀釋的酶溶液的50mMMES(pH6)反應(yīng)緩沖液中測(cè)量?jī)?nèi)切-和外切-纖維素活性(exo-celluloseactivity)。然后應(yīng)當(dāng)將反應(yīng)在50X:下溫育30分鐘。加入甘氨酸緩沖液(100mM，pH4)來終止反應(yīng)。然后可以通過用分光光度計(jì)在430nm處測(cè)量所釋放的對(duì)-硝基苯基的量來測(cè)定酶促活性。使用硝基酚的微摩爾數(shù)與吸光率相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)圖將對(duì)硝基苯酚的吸光率值轉(zhuǎn)變成硝基酚的微摩爾數(shù)。一個(gè)單位的纖維素酶活性是在測(cè)定的條件下每分鐘釋放1jamol的對(duì)-硝基苯酚所需的酶的量(Wood，T.M.和Bhat，K.，1988)。在另一個(gè)具體情況下，可在lml含有4-100ijM的4-硝基苯基-ot-L-呋喃阿拉伯糖苷(pNP-Araf)和稀釋的酶溶液(4nM-8jiM)的50mM磷酸鈉(pH7)中測(cè)定阿拉伯呋喃糖苷酶活性?？稍?7匸下溫育反應(yīng)，在400nm處測(cè)量所釋放的4-硝基苯酚的量?？墒褂?-硝基苯酚在400nm處的消光系數(shù)10500M、dT1計(jì)算酶活性(Taylor等人，2006)。在另一個(gè)具體情況下，可使用鄰-硝基酚取代的-P-D-木吡喃糖苷(ONP-P-D-木吡喃糖苷)作為底物來測(cè)定木糖苷酶活性(Chen等人，1986)。在100mM檸檬酸鹽緩沖液(pH5)中制備底物原液(10mM)。在重蒸水中制備待測(cè)的稀釋的酶溶液。包含等摩爾量的底物和酶溶液的反應(yīng)于25匸和pH9.8下在200mM硼酸鹽緩沖劑中進(jìn)行。為了測(cè)定酶活性，通過分光光度計(jì)在410nm的波長(zhǎng)處測(cè)量記錄鄰-硝基酚的釋放。酶的以單位/mg表示的酶活性與鄰-硝基酚的釋放量成比例并且可如對(duì)于纖維素酶的活性所描述的那樣進(jìn)行計(jì)算。在另一個(gè)具體的情況下，使用愈創(chuàng)木酚氧化測(cè)定法測(cè)定漆酶活性。在50mM檸檬酸鹽緩沖液(pH4.3，40°C)中新鮮配制lOraM愈創(chuàng)木酚的原液。反應(yīng)在使用10Ml稀釋的酶原液(1-3nM)和不同量的底物(5-20jnl)在2ml50mM檸檬酸鹽緩沖液中進(jìn)行。然后通過分光光度計(jì)在465nm處測(cè)量愈創(chuàng)木酚的氧化速度?？墒褂糜鷦?chuàng)木酚氧化產(chǎn)物的消光系數(shù)5200NTcm—'測(cè)定愈創(chuàng)木酚氧化速度(Smirnov等人2001)。在另一個(gè)具體的情況下，可通過向含有0.5MM/mlMnP和5-200pMMn'+的反應(yīng)混合物中加入100pMH202來在5OmM酒石酸鹽緩沖液(pH3，25°C)中測(cè)量錳過氧化物酶(MnP)活性。通過分度光度計(jì)在238nm處測(cè)量以監(jiān)測(cè)Mn3+的形成(KmaiUsuji等人，2005)。為了確定用于產(chǎn)生期望的產(chǎn)物的特定酶系統(tǒng)(如表l中所列的)是否包含來自從相同或不同聚合物底物產(chǎn)生不同的不希望的產(chǎn)物的任何其他酶系統(tǒng)(如表l中所列的)的不希望的活性，人們可通過使用上述任何方法，如上所述，使用特定的聚合物底物或人工底物測(cè)試該活性。例如，如果懷疑表l中所列的包含纖維素酶的特定酶系統(tǒng)包含不希望的木糖苷酶活性(如表l中所列的)，則可首先使用人工纖維素底物測(cè)定在加入確定量的酶系統(tǒng)后在單位時(shí)間內(nèi)釋放的葡萄糖的量來測(cè)試主要的纖維素酶活性。一旦測(cè)定了制劑的纖維素酶活性后，就可通過將酶系統(tǒng)與人工木聚糖底物接觸，隨即測(cè)量在單位時(shí)間內(nèi)由確定量的酶釋放的木糖的量來就木糖苷酶活性檢測(cè)相同的酶制劑。通過測(cè)量使用確定的酶量，利用纖維素酶和木糖苷酶底物，在確定的時(shí)期內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)化率，可計(jì)算對(duì)于各底物種類的特異活性。用于測(cè)定表l中所列的任何酶促活性的底物列于表2中。在可替代的實(shí)施方案中，測(cè)定酶系統(tǒng)是否包含任何獨(dú)立的污染性酶活性的方法是通過方法例如電泳或色鐠分離所述制劑的成分?？墒褂锰囟ǖ姆椒ɡ绫壬旧?colorimetricstaining)或通過吸光"測(cè)個(gè)成分。蛋白質(zhì)成分的相對(duì)百分比分布可使用定量方法例如光密度測(cè)定法或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他等效方法，結(jié)合適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算來測(cè)定。乂##的確定在從未處理或已處理的聚合物原料釋放確定的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物(構(gòu)建塊)所需的系列酶促處理步驟之前，優(yōu)選通過一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟分離未處理的聚合物原料的可溶成分。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，在酶促處理之前分離未處理或已處理的聚合物原料的可溶成分的預(yù)處理步驟是至少一個(gè)物理化學(xué)預(yù)處理步驟和一個(gè)或多個(gè)清洗步驟的組合。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，在酶促處理之前從未處理或已處理的聚合物原料分離可溶性成分的清洗步驟優(yōu)選使用親水溶劑，優(yōu)選水性溶劑例如水來進(jìn)行。如上面所提及的，已發(fā)現(xiàn)清洗步驟和物理化學(xué)預(yù)處理步驟提高后續(xù)酶促處理步驟的效率。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，只在未處理的聚合物原料的第一酶促處理步驟(步驟a)之前使用物理化學(xué)預(yù)處理步驟。可在未處理的聚合物原料的第一酶促處理步驟(步驟a)之前將此類物理化學(xué)預(yù)處理步驟與至少一種清洗步驟結(jié)合。更優(yōu)選，已處理的聚合物原料的預(yù)處理步驟只包含至少一個(gè)清洗步驟但無進(jìn)一步的物理化學(xué)預(yù)處理步膿用于聚合物原料的物理化學(xué)預(yù)處理步驟可包括但不限于熱水提取、低溫蒸汽爆破法、酸蒸汽爆破法、氨蒸汽爆破法和超聲處理。它們可用于物理改性未處理的聚合物底物以增加植物纖維的表面可及度并且減少纖維素級(jí)分的結(jié)晶度(Puls等人，1985;Ramos等人，2005;Kinley等人，2005)。優(yōu)選，上面提及的預(yù)處理步驟以使底物更易于進(jìn)行后續(xù)的酶促步驟的方式改變未處理的聚合物底物結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)，但釋放有限量的或不釋放其化學(xué)構(gòu)建塊。此外，在將未處理的聚合物原料與酶系統(tǒng)接觸之前，它們可用于進(jìn)一步除去未處理的聚合物性物質(zhì)污染。當(dāng)順序使用兩個(gè)或更多個(gè)處理步驟時(shí)，這些處理步驟的順序和從而添加表1中所述的酶混合物的順序取決于所使用的未處理的聚合物原料的特定組成。以使酶催化劑的劑量和成本以及導(dǎo)致期望的產(chǎn)物釋放的原料接觸時(shí)間最少的方式選擇處理步驟和酶系統(tǒng)的順序。此外，經(jīng)選擇的順序步驟應(yīng)當(dāng)使從聚合物底物釋放的單體或寡聚反應(yīng)產(chǎn)物的純度以及收益率最優(yōu)化。因而處理步驟的順序是原料和產(chǎn)物依賴性的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，用于第一酶促步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖，用于第二酶促步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且各確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，用于第一酶促步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖，用于第二酶促步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且各確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，將特定原料分解成其單元成分所必需的酶處理的特定順序可憑經(jīng)驗(yàn)來確定，即使原料組成是未知的。因此，可能在分開的處理步驟中用多種酶的混合物將未處理的聚合物原料降解成表1中所列的不同產(chǎn)物。對(duì)于每一個(gè)處理步驟，所得的產(chǎn)物流的純度和組成通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的分析方法來測(cè)量，所述分析方法包括但不限于之前描述的用于分析原料組成和用于測(cè)定酶促活性的光傳和色谞法。使用這些測(cè)量的結(jié)果，則可能選擇產(chǎn)生最純的產(chǎn)物流的動(dòng)力學(xué)上有利的酶混合物作為第一原料處理步驟。在重復(fù)清洗由該特定酶處理引起的不溶的殘余物后，再用另外的多種酶的混合物(除了選擇用于初次處理的酶混合物以外)處理殘余物。對(duì)于所有此類酶處理，通過之前描述的方法來測(cè)定所得的產(chǎn)物組成。選擇導(dǎo)致最純的產(chǎn)物流的酶混合物作為特定原料的第二處理步驟。再一次充分清洗來源于第二處理的剩余的不溶的材料，然后再次用上述所有剩下的酶系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。分析性地測(cè)定和選擇由表1中的每一個(gè)剩余的酶混合物產(chǎn)生的最純的產(chǎn)物流的該方法優(yōu)選重復(fù)進(jìn)行，直至原料被完全分解或至在重復(fù)的酶處理后剩余的不溶的原料殘?jiān)荒転椴僮髡咛峁┹^大的經(jīng)濟(jì)增益(與進(jìn)一步處理的選擇的成本相比較)后為止。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，選擇這樣的酶系統(tǒng)進(jìn)行根據(jù)步驟a)的第一酶促處理步驟，所述酶系統(tǒng)在用酶系統(tǒng)處理未處理的聚合物原料和將確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料的殘余物(已處理的聚合物原料)分離后產(chǎn)生最高純度的確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選方面，選擇用于根據(jù)步驟a)的第二酶促處理步驟的第二酶系統(tǒng)是這樣的酶系統(tǒng)，該酶系統(tǒng)在用該酶系統(tǒng)處理已處理的聚合物原料(作為殘余物從之前的酶促處理步驟獲得的)并且將確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料分離后產(chǎn)生最高純度的確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊。根據(jù)本發(fā)明的還進(jìn)一步的優(yōu)選方面，以不斷減小在用相應(yīng)的酶系統(tǒng)處理已處理的聚合物原料(從之前的酶處理步驟獲得的)，然后從已處理的聚合物原料分離確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊后獲得的確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的純度的順序進(jìn)行任何后續(xù)的酶處理步驟。在另一個(gè)選擇中，在酶促處理選擇的順序選擇之前，原料的組成通過前述分析方法來確定。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，通過首先分析未處理的聚合物原料來確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序。本發(fā)明的一個(gè)這樣的優(yōu)選實(shí)施方案涉及方法，特別是確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序的方法，其中，優(yōu)選在將可溶性組分與上述未處理的聚合物底物分離之后，將不溶的未處理的聚合物原料(a)首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表1中所列的每一個(gè)(優(yōu)選選自從聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶系統(tǒng))進(jìn)行處理；(b)對(duì)于每一個(gè)酶促處理，優(yōu)選在將(可溶性)確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與(不溶的)未處理的聚合物原料進(jìn)行固體-液體分離后，對(duì)從未處理的聚合物原料釋放的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的純度分析；(c)選擇產(chǎn)生最高純度的酶系統(tǒng)進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；(d)任選地，對(duì)未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至c)的順序以確定用于后續(xù)的酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。在可替代的實(shí)施方案中，在將可溶性成分與上述未處理或已處理的聚合物原料分離后，將表l中所列的選擇性酶混合物用于耙向?yàn)樵辖M成提供最大質(zhì)量比的原料成分。在酶促處理后，必須如之前對(duì)于選實(shí)施方案，期望的純度是使超過總固體含量的75重量％,優(yōu)選超過90重量％,更優(yōu)選超過95重量％，更優(yōu)選超過99重量％(優(yōu)選，可溶性級(jí)分)由確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊組成的純度。如果最大質(zhì)量的原料成分的酶促分解導(dǎo)致純產(chǎn)物流(如上定義的)，則該處理可用作原料處理的第一步驟。清洗所得的不溶的渣和隨后顆粒與上清液的固體-液體分離以備用于下一處理步驟。用特定的酶系統(tǒng)，例如表l中所列的酶系統(tǒng)處理來源于初次原料處理的剩余的不溶的物質(zhì)，所述酶系統(tǒng)靶向構(gòu)成原料組成的次級(jí)的大質(zhì)量比的原料成分。再一次，所得的產(chǎn)物流必須通過所述分析方法分析以在經(jīng)選擇的酶促處理可被確認(rèn)為用于原料處理的第二處理選擇之前確定產(chǎn)物的純度。然后如之前所述清洗和處理第二酶促處理所得的不溶的殘?jiān)?。通過用表l中所列的特定酶系統(tǒng)(所述酶系統(tǒng)總是耙向構(gòu)成由之前的酶促處理循環(huán)產(chǎn)生的剩余的不溶的原料殘?jiān)械淖畲筚|(zhì)量比的成分的聚合物底物)進(jìn)行反復(fù)的處理，可順序地將原料分解成其單元成分。本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選方面涉及方法，特別是確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序的方法，其中，優(yōu)選在如上所述將可溶性成分與未處理的聚合物原料分離后，將不溶的未處理的聚合物原料(a)首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表l中所列的每一個(gè)(優(yōu)選選自從聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶系統(tǒng)的)進(jìn)行處理以確定在未處理的聚合物原料中提供最大質(zhì)量比的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊；(b)優(yōu)選在與未處理的聚合物原料分離后，對(duì)在未處理的聚合物原料中提供最大質(zhì)量比的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行純度分析；(c)如果所測(cè)定的純度是使超過總固體含量的75重量％，優(yōu)選超過90重量％，更優(yōu)選超過95重量％，更優(yōu)選超過99重量％由確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊組成的純度，則選擇各酶系統(tǒng)來進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；(d)如果根據(jù)步驟b)確定的純度低于根據(jù)步驟c)所需的純度，則相應(yīng)地，優(yōu)選在與(不溶的)未處理的聚合物原料固體-液體分離后，對(duì)在未處理的聚合物原料中提供次級(jí)的大質(zhì)量比的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行純度分析，直至純度滿足根據(jù)步驟c)的要求，并且選擇各酶系統(tǒng)進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；(e)任選地，對(duì)未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至d)的順序以確定用于后續(xù)酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選的方面涉及方法，特別是確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序的方法，其中對(duì)未處理的聚合物原料a)首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表1中所列的每一個(gè)(優(yōu)選選自從聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶系統(tǒng)的)進(jìn)行處理以確定導(dǎo)致未處理的聚合物原料中包含的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的最高產(chǎn)量的酶促處理；(b)選擇產(chǎn)生具有超過總固體的75重量％，更優(yōu)選超過90重量%,更優(yōu)選超過95重量％，更優(yōu)選超過99重量％(優(yōu)選在與不溶的未處理或已處理的聚合物原料分離后)的純度的確定的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物的這些酶促處理；(c)在剩下的酶促處理當(dāng)中，確定具有最高的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物的產(chǎn)量的處理；(d)任選地對(duì)未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至c)的順序，以確定用于后續(xù)的酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選方面，以與可根據(jù)上述確定待使用的酶系統(tǒng)的方法獲得的順序一致的順序使用用于酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方面，關(guān)于已在上面論述了其應(yīng)用的有利順序的確定的酶系統(tǒng)包括或由從(未處理的)聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶組成。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案，各酶和酶系統(tǒng)是具有涉及寡聚糖或多糖的降解的(主)活性和/或從未處理或已處理的聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶和酶系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，為了確定在酶溫育后，在確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與(剩余的不溶的)未處理或已處理的聚合物原料分離后，在具體的酶處理中獲得的確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊(產(chǎn)物)的產(chǎn)量或純度，以10.OOOg離心水解懸浮液(具有酶和聚合物原料)15分鐘。如下文中的實(shí)施例中所述處理上清液(其包含確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊)，并且將其經(jīng)歷HPAE-PAD分析(Dionex，Ca.，USA，6)以確定其糖和糖醛酸組成。如上所提及的，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，使用的酶系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)含有很低的或基本上不含有其他或污染性酶活性，所述其他或污染性酶活性從未處理或已處理的聚合物原料釋放除期望的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊外的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)包含不超過50%，優(yōu)選不超過20%，更優(yōu)選不超過10%，更優(yōu)選不超過5%，更優(yōu)選不超過2%，更優(yōu)選不超過1%的污染性(其他)酶促活性，所述酶促活性未曾用于之前的使用不同酶系統(tǒng)的酶促步驟中或可引起未曾在之前的酶促處理步驟中釋放的其他確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的釋放，或根據(jù)一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案，只可引起從起初基本上不存在于聚合物原料中的聚合物底物中釋放產(chǎn)物?？扇缟纤居?jì)算其他或污染性酶活性在酶系統(tǒng)中的百分比。"基本上不存在"，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，是指少于總聚合物原料的20重量％，優(yōu)選少于10重量%，優(yōu)選少于5重量％,優(yōu)選少于2重量％，優(yōu)選少于1重量％。然而，根據(jù)本發(fā)明的有利的和優(yōu)選實(shí)施方案，用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)包含一種或多種這樣的酶促活性作為污染性酶促活性，所述這樣的酶促活性已用于之前的使用不同酶系統(tǒng)的酶促處理步驟，或者，根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方案，只可引起從起初基本上不存在于未處理或已處理的聚合物原料中的聚合物底物的其他單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的釋放。換句話說，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)特定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊之前已在之前的酶促處理步驟中從未處理或已處理的聚合物原料釋放(或從一開始就不存在于未處理的聚合物原料)時(shí)，用于后續(xù)步驟的酶系統(tǒng)不必基本上不含在之前的任何酶促處理步驟中用作主活性的相應(yīng)的酶活性。該實(shí)施方案的一個(gè)有利方面是不太純、從而成本不太高的酶系統(tǒng)可用于第二和后續(xù)的酶促處理步驟。在這樣的處理的特定情況下，在于之前的處理步驟中酶促處理纖維素，隨后除去產(chǎn)物葡萄糖后，在一個(gè)處理步驟中進(jìn)行木聚糖至木糖的酶促轉(zhuǎn)化。因此，表1中指定用于將木聚糖處理為木糖的酶混合物還可包含任何污染性酶促活性，該酶促活性對(duì)于纖維素的處理是特異性的。此外，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案，用于具體的未處理或已處理的聚合物原料的成分的處理的酶系統(tǒng)可包含污染性(其他)酶活性，如果它們作用于由之前的酶促反應(yīng)產(chǎn)生的特定反應(yīng)中間體以及如果最終的終產(chǎn)物相同的話。換句話說，本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方案涉及其中用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)具有主酶促活性(如上所述的)并且包含至少一種額外的酶促活性的方法，所述額外的酶促活性導(dǎo)致從未處理或已處理的聚合物原料，特別是從存在于未處理或已處理的聚合物原料中的不同聚合物底物產(chǎn)生與酶系統(tǒng)的主酶促活性產(chǎn)生的相同的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊。在特定的情況下，未處理的聚合物底物包含纖維素和淀粉(直鏈淀粉)，并且各處理步驟中的目的產(chǎn)物是葡萄糖。此時(shí)，可允許表1中指定的用于纖維素的轉(zhuǎn)化(纖維素活性)的酶混合物被伴有表l中指定的用于淀粉的轉(zhuǎn)化(淀粉酶活性)的副活性污染。因此，除了淀粉酶活性外，酶系統(tǒng)不得包含高于某一比例的其他酶活性。此處，用于不同酶促反應(yīng)的離析物可以不同但在各情況下產(chǎn)物都是葡萄糖。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含纖維素-木聚糖的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉U./2/^r)或來自里氏木霉(7:re"e/')的(3-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的0-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶，并且用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉或熱纖梭菌(C.Mei7ffoceH咖)的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含纖維素-木聚糖的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉或熱纖梭菌的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶；以及用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉的P-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含阿拉伯聚糖-果膠的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放阿拉伯糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是阿拉伯糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖醛酸。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉的阿拉伯糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉的阿拉伯巖藻糖苷酶(arabinofucosidase)，以及用于笫二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉(丄acw/ea^i)、黑曲霉或日本纖維弧菌(C.力/70i2/ci/sJ的果膠酶(果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含阿拉伯聚糖-果膠-纖維素的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放阿拉伯糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是阿拉伯糖，用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖，以及用于第三酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖趁酸。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉的阿拉伯糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉的阿拉伯巖藻糖苷酶，用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉的p-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的P-1-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V，以及用于第三步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉、黑曲霉或日本纖維弧菌的果膠酶(果膠酸裂解酶、.多聚半乳糖醛酸酶)。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含半乳聚糖-果膠的原料，其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放半乳糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是半乳糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖醛酸。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自熱纖梭菌的半乳糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或脆壁克魯維酵母a/>^2'/2、)的p-半乳糖苷酶，以及用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉、黑曲霉或日本纖維弧菌的果膠酶(果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含甘露聚糖-木聚糖的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放甘露糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是甘露糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或枯草芽孢桿菌(As〃6〃/")、海棲熱袍菌(r.則W〃鵬)或來自里氏木霉的甘露聚糖內(nèi)切酶；來自糞肥纖維單胞菌的外切甘露糖苷酶；以及用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉或熱纖梭菌的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，原料是富含甘露聚糖-纖維素的原料，用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放甘露糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是甘露糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖。在該實(shí)施方案中，更優(yōu)選，用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或枯草芽孢桿菌、海棲熱袍菌或來自里氏木霉的甘露聚糖內(nèi)切酶；來自糞肥纖維單胞菌的外切甘露糖苷酶；以及用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉的p-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的P-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V。下列是本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施方案，所述實(shí)施方案指出了取決于所使用的未處理的聚合物原料的性質(zhì)或組成的酶促處理步驟的順序。1.對(duì)于富含木聚糖/纖維素的原料(例如麥稈)，即具有〉10重量％木聚糖、>10重量％纖維素和<15重量％阿拉伯聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)木聚糖解聚/降解2.)纖維素解聚/降解2.對(duì)于富含阿拉伯聚糖/果膠的原料(例如甜菜)，即具有>15重量％阿拉伯聚糖、>10重量％果膠、<10重量％纖維素和<10重量％木聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)果膠解聚/降解3.對(duì)于富含阿拉伯聚糖/果膠/纖維素的原料，即具有>15重量％阿拉伯聚糖、>10重量％果膠、>10重量°/。纖維素和<10重量％木聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)纖維素解聚/降解3.)果膠解聚/降解4.對(duì)于富含阿拉伯聚糖/木聚糖/果膠/纖維素的原料，即具有>15重量％阿拉伯聚糖、>10重量％木聚糖、>10重量％果膠和>10重量％纖維素的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)阿拉伯聚糖解聚/降解2.)木聚糖解聚/降解3.)纖維素解聚/降解4.)果膠解聚/降解5.對(duì)于富含半乳聚糖/果膠的原料(例如馬鈴薯果膠半乳聚糖)，即具有>10重量％半乳聚糖、>10重量％果膠、<15重量％阿拉伯聚糖和<10重量％木聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)半乳聚糖解聚/降解2.)果膠解聚/降解6.對(duì)于富含甘露聚糖/木聚糖的原料，即具有>15重量％甘露聚糖、>10重量％木聚糖、<15重量％阿拉伯聚糖和<10%纖維素的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)木聚糖解聚/降解2.)甘露聚糖解聚/降解7.對(duì)于富含甘露聚糖/木聚糖/阿拉伯聚糖的原料(例如咖啡豆外殼)，即具有M5重量％甘露聚糖、>10重量％木聚糖、>15重量％阿拉伯聚糖和〈10重量％纖維素的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)阿拉伯聚糖2.)木聚糖解聚/降解3.)甘露聚糖解聚/降解8.對(duì)于富含半乳聚糖的原料(例如落葉松木材阿拉伯半乳聚糖；瓜爾豆半乳甘露聚糖)，即具有>10重量％半乳聚糖、<10重量％果膠和<10重量％木聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)半乳聚糖解聚/降解2.)木聚糖或阿拉伯聚糖，取決于原料的組成3.)甘露聚糖解聚/降解9.對(duì)于富含甘露聚糖/纖維素的原料(例如魔芋葡甘聚糖)，即具有>15重量％甘露聚糖、>10重量％纖維素、<10重量％木聚糖、<10重量％半乳聚糖和<15重量％阿拉伯聚糖的原料，優(yōu)選使用下列順序的酶促處理步驟1.)甘露聚糖解聚/降解2.)纖維素解聚/降解在優(yōu)選情況下，使用的所述酶混合物必須基本上不含可導(dǎo)致所得的產(chǎn)物流污染的特定酶促活性。在其中葡萄糖是目的產(chǎn)物并且未處理的聚合物原料包含纖維素作為聚合物底物(例如小麥稈)的另一個(gè)特定情況下，使用纖維素酶的酶混合物。表1中指定了有用的酶混合物。可將此類纖維素酶混合物與表1中所列的P-糖苷酶、葡糖水解酶(glucohydrolases)和ct-或P-淀粉酶結(jié)合使用以將未處理的聚合物原料的纖維素級(jí)分轉(zhuǎn)化成單體葡萄糖單元。為了獲得葡萄糖的純產(chǎn)物流，用于纖維素級(jí)分的酶混合物必須不含任何半纖維素活性，其包括但不限于阿拉伯呋喃糖苷酶、阿拉伯糖酶、半乳糖香酶、甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木聚糖酶和木糖香酶的酶活性。在該酶促處理中，聚合纖維素將被轉(zhuǎn)化成可溶性葡萄糖單元，可如上所述將其與不溶的原料分離?？蛇M(jìn)一步處理剩余的不溶的材料，從而由半纖維素級(jí)分產(chǎn)生不同的戊糖。在其中阿拉伯糖和木糖是目的產(chǎn)物并且未處理的聚合物原料包含聚合物底物(其含有異質(zhì)半纖維素聚合物例如阿拉伯木聚糖)的另一個(gè)特定情況下，首先使用表l中指定的用于分支阿拉伯糖單元的轉(zhuǎn)化和調(diào)動(dòng)的酶混合物。然后，在將表1中指定的第二酶混合物用于調(diào)動(dòng)木聚糖聚合物中包含的木糖單元之前，將可溶性阿拉伯糖單元與剩余的不溶的原料分離。然后還將可溶性木糖單元與剩余的不溶的原料分離?？蓪⒚复偬幚聿襟E與一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟結(jié)合。此類預(yù)處理步驟對(duì)于提取低商業(yè)價(jià)值的組分(否則該組分將會(huì)污染處理產(chǎn)生的高價(jià)值產(chǎn)物流)可以是非選擇性的。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟用于提取或另一方面除去確定的成分?？商娲?，可使用在溶解未處理的聚合物底物的單個(gè)化學(xué)成分中為酶促處理步驟提供相當(dāng)?shù)倪x擇性的一個(gè)或多個(gè)選擇性預(yù)處理步驟。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，施用一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟以增加后續(xù)的酶促處理步驟的選擇性。此類處理步驟的實(shí)例是通過有機(jī)溶劑例如乙醇或甘油溶解LCB的木質(zhì)素級(jí)分(Itoh等人，2003;Demirbas，A.，1998)。此類單個(gè)的預(yù)處理步驟和條件對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。在另外的可替代方案中，所述非選擇性的預(yù)處理步驟用于不溶的殘余物，其通過進(jìn)行之前的選擇性處理步驟，已不含污染物。這樣的處理步驟的實(shí)例是在通過上述選擇性處理步驟選擇性溶解LCB的半纖維素、纖維素和木質(zhì)素級(jí)分后，通過酸處理進(jìn)行的蛋白質(zhì)級(jí)分的完全水解。圖1中給出了本發(fā)明的實(shí)施方案的另一個(gè)特定實(shí)例。因此，圖l顯示了用于LCB的順序酶促處理的工藝流程。在富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素并且具有少量蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的底物如小麥稈、玉米秸桿或軟木材的處理的該舉例說明(參見圖1)中，通過使用分別特異性釋放木糖、阿拉伯糖和甘露糖的木聚糖酶、阿拉伯糖酶和甘露聚糖酶進(jìn)行順序處理來實(shí)現(xiàn)半纖維素級(jí)分中包含的不同戊糖成分的溶解。適當(dāng)?shù)拿负陀糜谔峁┟傅淖罴烟幚項(xiàng)l件的處理?xiàng)l件對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。在每一個(gè)處理步驟后除去可溶性級(jí)分，并將不溶的物質(zhì)與后續(xù)的酶接觸。在處理戊糖級(jí)分后，補(bǔ)充相似的處理步驟，以通過使用纖維素外切酶和纖維素內(nèi)切酶的混合物將纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖，任選地與纖維二糖酶或p-葡糖苷酶組合以從LCB底物的纖維質(zhì)級(jí)分釋放葡萄糖和纖維二糖來。通過上清液從反應(yīng)混合物中除去這些可溶性反應(yīng)產(chǎn)物。類似地，使用特定的酶系統(tǒng)例如漆酶和木質(zhì)素過氧化物酶將剩余在不溶的相中的木質(zhì)素級(jí)分轉(zhuǎn)化成其不同的酚構(gòu)建塊。然后通過上清液或通過溶劑提取從反應(yīng)混合物提取這些酚類和寡聚酚(oligophenolic)化合物。實(shí)施該處理步驟的處理?xiàng)l件對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。可在酶應(yīng)用的每一個(gè)連續(xù)輪次之后分離由半纖維素、纖維素、木質(zhì)素或其他LCB成分的酶促轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的每一單種產(chǎn)物(參見圖1)。然后將所得的基本上純的酚類化合物、戊糖和己糖化學(xué)構(gòu)建塊進(jìn)一步加工成高價(jià)值的商業(yè)產(chǎn)品(參見圖1)。一般說來，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，將從未處理或已處理的聚合物原料釋放的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行純化和任選地進(jìn)一步處理。在另一個(gè)舉例說明中，可將富含蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的農(nóng)業(yè)廢物例如來自油菜籽、向日葵或橄攬油的生產(chǎn)的廢物隨后與上述半纖維素和纖維素以及任選地果膠酶接觸，然后將該處理步驟的殘余物與非特異性的蛋白酶接觸。此類非特異性蛋白酶對(duì)于本領(lǐng)技術(shù)人員來說是已知的并且可大規(guī)模生產(chǎn)。蛋白酶處理使氨基酸和肽從聚合物原料中溶解。隨/氏分離成單種物質(zhì)。在一個(gè)情況下，目的產(chǎn)物是阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、寡聚類苯丙烷(oligophenylpropanoid)、單木質(zhì)醇(monolignol)和/或單酚(monophenolics)，這些產(chǎn)物可通過利用順序酶促轉(zhuǎn)化將未處理的聚合物原料小麥稈轉(zhuǎn)化成其組成成分來產(chǎn)生。在此類順序處理的第一步驟中，將具有大約5%w/w的含水量的磨細(xì)的小麥稈(lkgwt，0.2ym)置于不銹鋼容器中。加入最少21量的水，將其與原料混合。讓所得的漿狀物在室溫下浸泡4小時(shí)。除去過量液體，留下大約200ml的溶液。密封容器，然后在常規(guī)的高壓滅菌器系統(tǒng)中于10bar的壓力下加熱1小時(shí)至121。C(Puls等人，1985;Harms,1989;Foody等人，1998)。快速釋放容器壓力，讓內(nèi)容物冷卻至室溫。在這些條件下，聚合狀態(tài)的原料成分減少，但只有極小部分的成分以可溶性形式釋放。通過過濾、篩分或離心方式分離所得的液相(包含鹽和少量不同的可溶成分)和不溶相(包含不溶的聚合物底物例如纖維素、半纖維素和木質(zhì)素)，然后進(jìn)一步處理不溶相。在下一個(gè)步驟中，為了調(diào)動(dòng)不溶的半纖維素級(jí)分中包含的阿拉伯糖組分，使用oc-L-阿拉伯呋喃糖苷酶的混合物。所有下面提及的反應(yīng)都在具有pH5-7的50mM磷酸鹽緩沖液中于最低40'C下進(jìn)行24小時(shí)。加入O.08-lg來自熱纖梭菌的GH51cx-L-阿拉伯呋喃糖苷酶/kg原料來水解阿拉伯聚糖和木聚糖的cc-1，2/1，3-阿糖呋喃糖基部分(Taylor等人，2006)。隨后，加入0.08-lg來自特異腐質(zhì)霉(^/邁/co7a/Mo7e;3)的GH43a-L-阿拉伯呋喃糖苷酶/kg原料來水解a-1，5-阿糖呋喃糖基單元(Sorensen等人，2006)。由于酶混合物的特異性，所得的液相主要包含阿拉伯糖。通過過濾或離心將釋放的和可溶的阿拉伯糖單元與不溶的渣分離。保留剩下的不溶的級(jí)分以進(jìn)行進(jìn)一步加工。在下一步驟中，為了將不溶的木聚糖成分轉(zhuǎn)化成可溶性木糖單元，使用木聚糖酶和木糖苷酶的混合物。所有反應(yīng)都在50mM具有pH5-7的磷酸鹽緩沖液中于最低40C下進(jìn)行24小時(shí)。加入0.08-lg來自特異腐質(zhì)霉的1，4-p-木聚糖內(nèi)切酶(GHlD或11)/kg原料和G.08-lg來自里氏木霉的p-木糖苷酶(GH3)/kg原料以分別釋放寡聚木糖和木糖(xylanose)單元。由于酶混合物的特異性，所得的液相主要包含木糖。通過過濾或離心將可溶性木糖與不溶的原料殘余物分離。在下一步驟中，為了調(diào)動(dòng)殘留在半纖維素和纖維質(zhì)級(jí)分中的己糖，將各不溶的物質(zhì)與包含纖維素內(nèi)切和外切酶的最優(yōu)化的酶混合物接觸。所有反應(yīng)都在50mM醋酸鈉緩沖液(pH5-6)中于最低50'C下進(jìn)行16小時(shí)。加入來自里氏木霉的各0.005-lg的1，4-p-葡聚糖內(nèi)切酶(Cel5A，Cel7B，Cell2A，Cel61A)和1，4-P-纖維二糖水解酶(Cel7A,Cel6A)的混合物/kg不溶的原料以調(diào)動(dòng)己糖(Irwin等人，1993，KU等人，1998)。纖維素至單體糖的轉(zhuǎn)化的效率和動(dòng)力學(xué)任選地通過每kg原料加入0.0005-0.Olg來自黃孢原毛平革菌(戶/a/3erocae"c力r/^M/7oWwi7)的纖維二糖脫氫酶與0.05-lg亞纟失氰化物和0.0005-O.lg來自黑曲霉的0-糖苷酶(10%wt酶混合物)組合來增強(qiáng)(Igarashi等人，1998，Rosgaard等人，2006)。由于酶混合物的特異性，所得的液相主要包含己糖，主要由葡萄糖組成。進(jìn)一步通過過濾或離心將此類物質(zhì)與原料的細(xì)顆粒殘余物分離。在下一步驟中，通過與木質(zhì)素過氧化物酶和漆酶系統(tǒng)的順序接觸將在之前的酶處理后剩余的不溶的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化成其組成成分。在最低50mM的酒石酸鈉(pH3.5)中和在最高32°C的溫度下進(jìn)行與木質(zhì)素過氧化物酶的反應(yīng)。通過與各0.5-lg的來自黃孢原毛平革菌的木質(zhì)素過氧化物酶(LIP)/kg原料接觸來氧化分解高度聚合的木質(zhì)素不溶的物質(zhì)(Ward等人，2003)。為了防止由于過量的H力2在反應(yīng)混合物中的存在而導(dǎo)致的LIP的催化失活(CompoundIIIformation,Wariishi和Gold1990)，將產(chǎn)&02的可溶性酶促系統(tǒng)用于為11202的形成提供受控且連續(xù)的環(huán)境。可使用乙二醛氧化酶(GLOX)(Kersten1990)的產(chǎn)&02能力，所述乙二醛氧化酶是與木質(zhì)素過氧化物酶協(xié)同作用的天然輔酶(accessoryenzyme)。GLOX的反應(yīng)需要與針對(duì)LIP所描述相同的pH、離子強(qiáng)度和溫度分布。通過加入0.05-lgGL0X和0.l-lgGLOX底物曱基乙二醛/kg原料來誘導(dǎo)&02的產(chǎn)生。為了誘導(dǎo)和增強(qiáng)LIP對(duì)聚合物木質(zhì)素的氧化分解，加入氧化還原介體藜蘆醇(3，4-二曱氧基芐醇)以繼續(xù)進(jìn)行至反應(yīng)完成(Ferapontova等人，2006)?？赏ㄟ^加入2g藜蘆醇/kg原料來獲得不溶的木質(zhì)素的更有效降解(Barr等人，1993)。LIP-催化的不溶的木質(zhì)素的氧化分解的主要反應(yīng)產(chǎn)物是寡聚類苯丙烷，而單木質(zhì)醇只是產(chǎn)物混合物中的少量組分。為了增加產(chǎn)物混合物中單酚的量，將LIP產(chǎn)生的產(chǎn)物混合物進(jìn)一步與漆酶反應(yīng)(d'Acunzo等人，2002)。反應(yīng)在100mM的具有pH5-6的磷酸鹽緩沖液中于最低40t:下進(jìn)行6小時(shí)。加入0.0004g來自變色檢菌(rra邁e"srers/co/or)的漆酶和0.0005g2,2，6，6-四甲基派啶-l-基氧(TEMPO)作為氧化還原介體/kg原料(Arias等人，2003)來將寡聚酚(oligophenolics)氧化成單酚木質(zhì)素單元。由于酶混合物的特異性，所得的液相主要包含單酚木質(zhì)素單元。通過膜過濾和簡(jiǎn)單的離心將所得的產(chǎn)物混合物與剩余的渣分離。下列實(shí)施例顯示酶促處理步驟的順序?qū)Σ煌举|(zhì)纖維原料的影響。本文中的實(shí)施例意欲進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明，但將不被解釋為以任何方式限定本發(fā)明的范圍。底物的制備預(yù)處理的小麥稈將干小麥稈碾磨至120jam。然后將2g磨細(xì)的麥稈懸浮于39.6ml重蒸水和0.4ml12NH2S04(1%v/v)中。將懸浮液在135。C下進(jìn)行高壓滅菌30分鐘。將混合物冷卻至室溫，然后以10.000g離心15分鐘。棄去所得的上清液。使用50mM醋酸鈉緩沖液(pH5)，通過三次中間清洗/離心循環(huán)(10.000g/15分鐘)處理剩余的沉淀。在最后的離心步驟之后，將固體重懸浮于35ml的50mM醋酸鈉(pH5)中，從而產(chǎn)生5%w/w(總共40g)底物原液。未處理的小麥稈、甜菜漿、燕麥木聚糖(oatspeltxylan)、黑麥阿拉伯木聚糖將小麥稈(地方農(nóng)產(chǎn)品)、甜菜漿(動(dòng)物飼料添加劑)、燕麥木聚糖(Sigma，Weilheim，Germany,Catno:X0627)的干樣品碾磨至120nm。為了制備各個(gè)底物原液，將2g各磨細(xì)的材料置于Flacon管中。然后用50raM醋酸鈉緩沖液(pH5)充注管，達(dá)到40g標(biāo)志，產(chǎn)生5%(w/w)的終底物懸浮液。以白色細(xì)粉的形式提供黑麥阿拉伯木聚糖(Megazymes，Ireland,Catno:P-RAXY)。為了制備底物原液，稱取0.2g加至Flacon管(15ml)中。然后用50mM醋酸鈉緩沖液充注管，達(dá)到4g標(biāo)記，從而產(chǎn)生5%(w/w)的終原液。酶的制備阿拉伯糖酶(Ara，來源黑曲霉，Cat.:E-EARAB)、阿拉伯巖藻糖苷酶(Arafus，來源黑曲霉，Cat.:E-AFASE)、纖維二糖水解酶I(CBHI，來源木霉屬，Cat.:E-CBHI)、P-D-葡聚糖內(nèi)切酶(EGII，來源木霉屬，Cat.:E-CELTR)、P-甘露聚糖內(nèi)切酶(Man，來源黑曲霉，Cat:E-BMANN)、木聚糖酶(Xyl1，來源綠色木霉；Cat.E-XYTRI)、多聚半乳糖醛酸酶(Poly，來源針尾曲霉，Cat.E-PGALUSP)由MegazymesInc.,Ireland以石危酸銨沉淀(總體積lml)的形式提供。4吏用50mlAmicon離心超濾裝置(10kDa的截?cái)嘀?；Millipore，Maidstone,UK)，用45ml醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)對(duì)這些酶制劑進(jìn)行脫鹽和濃縮。包含纖維二糖水解酶(CBHI和CBH11)、纖維素內(nèi)切酶(EGI、EGII)、P-糖苷酶(BGL)和木聚糖內(nèi)切酶活性的商業(yè)纖維素酶混合物(Worth.Cel.,Cat:Cel;108U/mgDW)由WorthingtonBiochemicalCorp.(NJ.，USA)以干燥白色粉劑的形式提供。在10ml醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)中制備該纖維素酶制劑的原液(0.5mg/ml)。來自針尾曲霉的果膠酶(50mM，pH5)(Pec，Activites:果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶；Cat:PectinexUltraSP-L)和來自黑曲霉的P-葡糖脊酶(BGL，Cat:Novo188)由Novozymes，Denmark以即可使用的濃縮液的形式提供。將來自嗜熱子嚢菌(7yei7^6//7^3尸wca)抹系YX的另外的木聚糖內(nèi)切酶活性(Xyl2，BLAST參考號(hào)AAZ56956/gi:71917054;http://www,ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez)在釀酒酵母(S.cerevisiae)中重組表達(dá)。使用Amicon離心超速離心裝置(Millipore，Maidstone,UK)從澄清的和濃縮的發(fā)酵液中獲得酶活性。通過Bradford法(Bradford,M.，1976)測(cè)定蛋白質(zhì)濃度。水解木質(zhì)素的制備在l%(w/v)12NH2S04存在的情況下，使用常規(guī)蒸汽爆破法(25巴蒸汽/5分鐘，進(jìn)行突然的壓力釋放)預(yù)處理小麥稈(300g)。以10.OOOg(15分鐘)離心所得的懸浮液，然后傾析出上清液。用40ml醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)清洗/中和剩下的固體3次，此后于真空中對(duì)其進(jìn)行千燥，然后碾磨至120jjm產(chǎn)生細(xì)粉。為了制備5。/。(w/w)的懸浮液，將2g麥稈粉與35ml醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)混合，產(chǎn)生40ml的總體積。將40ml麥稈懸浮液與4。/。(w/w底物)Worthington纖維素酶混合物和0.5%(w/w)的來自黑曲霉的0-糖苷酶活性(Novo188,Novozymes)混合。將所得的混合物在Eppendorf旋轉(zhuǎn)混合器中于45°C(250rpm)下溫育48小時(shí)。在初始溫育期，以12.OOOg(15分鐘)離心懸浮液，然后傾析出所得的上清液。使用重蒸水清洗剩下的固體2次，離心(12.000g/15分鐘)并重懸浮于醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)中，產(chǎn)生40ml的終體積。在將其于45X:下再溫育另外24小時(shí)之前，再次將懸浮液與4%(w/w底物)Worthington纖維素酶混合物和0.5%(w/w)的來自黑曲霉的p-糖苷酶活性(Novo188，Novozymes)混合。在該第二溫育期之后，如之前所述，通過離心分離固體。再次用重蒸水清洗固體2次，然后離心(IO.000g/15分鐘)以分離液相和固相。然后將所得的固體在真空中干燥24小時(shí)，產(chǎn)生用于下面實(shí)驗(yàn)程序的水解木質(zhì)素級(jí)分(374mg)。為了確保通過該方法獲得的木質(zhì)素不保留任何殘留的糖，按照已公布的NREL方案(5)將50mg獲得的固體經(jīng)完全的酸催化的水解。通過與脈沖安培檢測(cè)(HPAE-PAD)分析(Dionex，Ca.，USA，6)結(jié)合的高效陰離子交換色譜檢測(cè)可能的糖成分的存在。雖然該方法比標(biāo)準(zhǔn)HPLC方案更靈敏(大約IOOO倍)，但在此處獲得的水解木質(zhì)素殘余物中未檢測(cè)到殘留的糖。順序酶促水解實(shí)驗(yàn)所有反應(yīng)都以0.5ml總體積使用醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)系統(tǒng)進(jìn)行。對(duì)于各底物(2.5%w/v=25mg/ml)，陽性對(duì)照由使用Worthington纖維素酶混合物(1%w/w底物=0.25mg/ml)的各個(gè)酶促水解步驟組成。在兩個(gè)獨(dú)立的步驟中進(jìn)行不同底物的下列順序水解反應(yīng)。第一水解反應(yīng)的起始底物濃度是2.5%(w/v)，而總酶濃度是1%(w/w底物)，在各反應(yīng)中保持恒定。通過表1A清楚地顯示糖成分在單個(gè)底物中的質(zhì)量分布。將各酶促反應(yīng)在Eppendorf旋轉(zhuǎn)混合器中于45C/250rpm下溫育48小時(shí)。在第一次水解后，以10.OOOg離心懸浮液15分鐘。傾析上清液，將其過濾(O.2um),然后經(jīng)HPAE-PAD分析(Dionex，Ca.，USA，6)以測(cè)定其糖和糖醛酸的組成。將第一水解后剩下的沉淀重懸浮于lml水中，然后離心(10.000g/15分鐘)。在離心后，棄去清洗的水，沉淀(大約100ml體積)用于第二水解實(shí)驗(yàn)。就初始底物的濃度而言，在第二次水解設(shè)置(set-up)中加入的酶濃度是l%w/w(0.25mg/ml)。在加入酶后，使用醋酸鈉緩沖液將反應(yīng)體積補(bǔ)足至0.5ml。對(duì)于第二次水解步驟，使用與在第一反應(yīng)步驟中不同的酶促活性。然而，在使用工業(yè)酶混合物的情況下，可允許少量相當(dāng)于第一反應(yīng)步驟的酶活性。在48小時(shí)的溫育期后，以10.OOOg離心水解懸浮液15分鐘。如之前所述處理上清液，然后將其經(jīng)HPAE-PAD分析(Dionex，Ca.,USA，6)以測(cè)定其糖和糖醛酸的組成。用于各底物的第一和笫二水解步驟的酶和底物的確切組合列于表2A中。下列列表包括用于各個(gè)反應(yīng)的酶濃度/組合1.)阿拉伯糖酶(Ara:0.2mg/ml)+阿拉伯巖藻糖苷酶(Arafus:0.05mg/ml)2.)CBHI(0.175mg/ml)+EGII(0.005)+BGL(0.025mg/ml)3.)甘露聚糖酶(Man:Q.25mg/ml)4.)多聚半乳糖醛酸酶(Poly:0.25mg/ml)5.)果膠酶(Pec:0.25mg/ml)6.)木聚糖酶(Xyll或Xyl2:0.25mg/ml)7.)木聚糖酶(Xyl1或Xyl2:0.2mg/ml)+p-糖芬酶(BGL:0.05mg/ml)8.)Worthington(0.25rag/ml)對(duì)于使用預(yù)處理的小麥稈和甜菜漿進(jìn)行的反應(yīng)，只使用來源于綠色木霉(Trichodermaviride)的Xyl1進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪揪厶敲傅谝换虻诙獠襟E。相比之下，所有其他木聚糖酶水解步驟都使用來源嗜熱子嚢菌林系YX的Xyl2進(jìn)行。<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>表2A:使用不同底物進(jìn)行的順序水解步驟狄理的麥稈實(shí)IBU葡萄糖1.1.1Ara+Arafus0.7661.1.2C朋I+EGII+BGL95.031分析物的相對(duì)分布(％)械阿拉伯糖半條寡1.27893.8880.0001.066L5890.0671.0640.2941.2.1CBHI+EGn+BGL74.93014.60110.5070.4690.0470.0631.2.2Ara+Arafus8.2134.71085.5830.0001.0950.399陽'樹照83.85512.1930.1181.0441.5881.201黑麥阿4i伯木,實(shí)^iU葡萄糖2.1.1Ara+Arafus0.0002.1.2Xyl20.000分析物的相對(duì)分布(％);Mt阿拉伯糖半享Ut寡糖驗(yàn)20.47679.5240.0000.0000.00092.9732.3410,0000.4034.2792.2.1Xyl21.67070.14126.3300.6091.1890.0532.2.2Ara+Arafus0.00020.47679.5240.0000.0000.000陽'樹照甜菜樣品0.00054.30530.0220.000分析物的相對(duì)分布(％)0.41415.259實(shí)4阿拉伯糖葡萄糖械甘鱗寡3.1.1Ara+Arafus76.9561.0001.0440.0000.00019.6603.1.2C朋I+EGII+BGL1.6041.35483.4583.7728.0500.5173.2.1Ara+Arafus76.9561.0001.0440.0000.00019.6403,2.2Worthcel.Mix1.7250.96789.2333.7832.9770.3573.3.1CBHI+EGII+BGL3.8862.09461.19132.1080.4060.0063.3.2Ara+Arafus61.8270.00034.1271.4570.0000.135陽性對(duì)照2.3470.00085.2524.2290.1601.310預(yù)處理的稈樣品實(shí)MX4.1.1Xyl14.1.2C朋I+EGII+BGL分析物的相對(duì)分布(％)阿拉伯糖半IUI葡萄糖甘S^t0.7351.9076.84287.3280.0003.1200.0000.36495.3983.0760.4390.7214.2.1Xyl14.2.20.7350.0001.9071.7006.84293.49087.3281.9910.0002.5083.1500，3104.3.1Xyl14.3.2Ara+Arafus0.7350.0001.卯70.0006.84298.84987.3285.1530.0000.0003.1100.0004.4.1CBHI+EGII+BGL0.5000.43574.39816.6761.3396.0424.2.1Xyl10.0400.36422.39873.0760.4393.721陽財(cái)照0.0000.00089.1363.6840.0005.452預(yù)處理的麥稈分析物的相對(duì)分布(％)實(shí)Mi阿拉伯糖半婦葡萄糖綠甘餘寡緣4.1.1Xyll0.7351.9076.84287.3280.0003.1204.1.2CBHI+EGII+BGL0.0000.36495.3983.0760.4390.7214.2.1Xyl10.7351.9076.84287.3280.0003.1504.2.20.0001.70093.4901.9912.5080.3104.3.1Xyl10.7351.9076.84287.3280.0003.1104.3.2Ara+Arafus0.0000.00094.8495.1530.0000.0004.4.1CBHI+EGII+BGL0.5000.43574.39816.6761.3396.0424.2.1XyII0.0400.36422.39873.0760.4393.721陽'樹照0.0000.00089.1363.6840.0005.452作為P日'f樹照Worthington(Worth.Cel.)通過比較表2A中的數(shù)據(jù)，表明通過選擇酶促步驟的正確組合，可從木質(zhì)纖維底物的水解作用獲得超過80%(w/w)的純糖產(chǎn)物流。也明顯的是用于特定水解底物的酶促活性的順序?qū)λ玫漠a(chǎn)物流的組成和純度具有顯著影響。在其他組實(shí)驗(yàn)中，研究木質(zhì)素在原料中的存在對(duì)酶促處理步驟的影響在水解木質(zhì)素不存在/存在的情況下的選擇性酶促水解在lmlEppendorf管中，于0.5ml的總體積中^f吏用醋酸鈉緩沖液(50mM，pH5)系統(tǒng)進(jìn)行所有反應(yīng)。用1%(w/w底物=0.25mg/ml)的阿拉伯糖內(nèi)切酶(Ara)、多聚半乳糖醛酸內(nèi)切酶(Poly)或木聚糖內(nèi)切酶(Xyl2)水解包含2.5%(w/v)的未處理的小麥稈(25mg/ml)或黑麥阿拉伯聚糖(O.25mg/ml)的懸浮液。在2.5%(25mg/ml)額外的水解木質(zhì)素不存在或存在的情況下進(jìn)行各反應(yīng)。從而各反應(yīng)中底物對(duì)木質(zhì)素的比例為1:1。在Eppendorf旋轉(zhuǎn)混合器中于45。C(250rpm)下對(duì)所有反應(yīng)物溫育48小時(shí)。在溫育期后，以10.000g離心樣品15分鐘。通48過移液除去所得的上清液，以使用HPAE-PAD法(6)來測(cè)定其糖和糖醛酸組成。表3中顯示的結(jié)果只集中在主要的單體糖成分的水解模式的變化上。表3:在額外的木質(zhì)素不存在/存在的情況下阿拉伯聚糖和未處理的小麥稈的選擇性水解。a.)關(guān)于阿拉伯木聚糖獲得的結(jié)果實(shí)^iU相對(duì)分布(°/。)葡萄糖阿拉伯糖Xyl2+城素0.1295.634.27Xyl2-M+0.2878.0921.65b.)獲得的未處理的小麥稈的結(jié)果實(shí)M^相對(duì)分布(％)葡萄糖；MI阿拉伯糖Xyl2+;Mt"素0.1997.502.16Xyl2-樣i:4.3184.5012.10我們已選擇黑麥阿拉伯木聚糖(內(nèi)源性木質(zhì)素含量〈0.2%w/w)和未處理的小麥稈(內(nèi)源性木質(zhì)素含量大約17%w/w)作為水解底物來研究外源性木質(zhì)素的加入的影響，因?yàn)榇祟惖孜镌谒鼈兊膬?nèi)源性木質(zhì)素含量上具有顯著的差異。在外源性木質(zhì)素存在的情況下，通過木聚糖內(nèi)切酶2(Xyl2)進(jìn)行的阿拉伯木聚糖和未處理的小麥的水解導(dǎo)致顯著的產(chǎn)物選擇性增加。對(duì)于這兩種底物，Xyl2的阿拉伯糖內(nèi)切酶的副活性(sideactivity)在木質(zhì)素存在情況下都減小。引用1.)htto:/7www.eere.ener。v加v/biomass/oroas/search2.cqi46692.iMichel,F.etal.(2006),丄oftheScienceofFoodandAgriculture42(1)，pp.77.853.)httD:〃secure.m的azvme.com/Dvnamic.asDxcontrol-CSViewProduct&cateo0ryName-Polvsaccharides&Droductld=P-RAXY4.)www.staiDa.com5.;httD://www.nrel.oov/biomass/pdfs/42618.pdf6.ihttp://www-dtonex.com.cn/technic/Afiles/AN92.PDF文獻(xiàn)Hamsen.G.efa/.(1989)Processforthetreatmentofbiomasswithsteam,producttherebyobtainedanditsuseandreactor.EP0187422A2Chen,WP.,Matsuo,M.,Yasui,T.(1986)Agric.Biol.Che,.50,pp.1183-1194Arias,M.E.,Arenas,M.,Rodriguez,丄，Solviveri,丄，Ball,A.S.,Hemandez,M.(2003)Kraftpulpbiobleachingandmediatedoxidationofanon-phenolicsubstratebylaccasefromStreptomycescyaneusCECT3335.Appl.Envir.Microbiol.69,pp.1953~1958D'Acunzo,F.Galli,C.,Masci，B.(2002)Oxidationofphenolsbylaccaseandlaccase-mediatorsystems.SolubiHtyandstericissues.Eur.J.biochem.269,pp.5330-5335Barr,D.,Sha,M.M.,Aust,S.D.(1993)Veratrylalcohol-dependentproductionofmolecularoxygenbyLigninperoxidase.丄Biol.Chem.268,pp.241-244Currte,H.A.,Perry,C.C.(2006)Resolutionofcomplexmonosaccharidemixturesfromplanteel,wallisolatesbyhighpHanionexchangechromatography.丄Chromatography.1128(1-2),pp.90>96Demirbas,A.(1998)Aqueousglyceroldelignificationofwoodchipsandgroundwood.BioresourceTechnol.63(2),pp.179>185，rwin,D.C.,Spezio,M.,Walker,LP.,Wilson,D.B.(1993)Biotech.改oengineer.42,pp.1002-1013.Itoh,H.,Wada,M"Honda,Y,,Kuwahara,M.,Watanabe,T.(2003)Bioorganoso，vepretreatmentsforsimultaneous幼ccharificationandfermentationofbeechwoodbyethanolysisandwhiterotfungi.丄Biotechnol.103,pp.273*280lgarashi,K.，Samejima,M.Eriksson,K.-L(1998)CellobiosedehydrogenaseenhancesPhanerocaetechrysospoiiumcellobiohydr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理步驟進(jìn)行可溶性組分與未處理的聚合物原料的分離。9.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中用于步驟a)的酶系統(tǒng)包含不超過50%，優(yōu)選不超過20%,更優(yōu)選不超過10%，更優(yōu)選不超過5%，更優(yōu)選不超過2%，更優(yōu)選不超過1%的除了根據(jù)步驟a)導(dǎo)致所述確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊從不溶的未處理的聚合物原料的釋放的酶活性外的其他酶活性。10.權(quán)利要求4的方法，其中在步驟a)的重復(fù)之前，使用一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟，優(yōu)選一個(gè)或多個(gè)清洗步驟進(jìn)行可溶性成分與已處理的聚合物原料的分離。11.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在水性介質(zhì)中進(jìn)行酶促處理，從未處理或已處理的聚合物原料釋放的所述確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊在水性介質(zhì)中是可溶的，并且通過在水性介質(zhì)中可溶性構(gòu)建塊從不溶的未處理或已處理的聚合物原料殘余物中的固體-液體分離來進(jìn)行根據(jù)步驟b)的分離。12.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中根據(jù)步驟a)的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊選自葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、氨基酸或酚類化合物或表1中列出的其他化合物。13.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含纖維素-木聚糖的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖。14.權(quán)利要求13的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉U/2^er)或來自里氏木霉(7:ree"/)的p-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的P-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V，以及其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉或熱纖梭菌的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。15.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含纖維素-木聚糖的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖。16.權(quán)利要求15的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉或熱纖梭菌(C.Mei7ffoce〃咖)的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶；以及其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉的p-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V。17.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含阿拉伯聚糖-果膠的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放阿拉伯糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是阿拉伯糖，以及用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖醛酸。18.權(quán)利要求17的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉的阿拉伯糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉的阿拉伯巖藻糖苷酶，以及用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉(Aaci/7ea"s)、黑曲霉或日本纖維弧菌(C.力/o"/c"s)的果膠酶(果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。19.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含阿拉伯聚糖-果膠-纖維素的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放阿拉伯糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是阿拉伯糖，其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖，以及其中用于第三酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖醛酸。20.權(quán)利要求19的方法，其中用于笫一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉的阿拉伯糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉的阿拉伯巖藻糖苷酶，其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉的p-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的p-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V,以及其中用于第三步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉、黑曲霉或日本纖維弧菌的果膠酶(果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。21.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含半乳聚糖-果膠的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放半乳糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是半乳糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放糖醛酸的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是糖醛酸。22.權(quán)利要求21的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自熱纖梭菌的半乳糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或脆壁克魯維酵母(J./>^/7/力的p-半乳糖苷酶，以及其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自針尾曲霉、黑曲霉或日本纖維弧菌的果膠酶(果膠酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶)。23.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含甘露聚糖-木聚糖的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放甘露糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是甘露糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放木糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是木糖。24.權(quán)利要求23的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉、枯草芽孢桿菌(Aw^27/"、海棲熱袍菌(7:邁ar/"'邁a)或來自里氏木霉的甘露聚糖內(nèi)切酶；來自糞肥纖維單胞菌(C./7//)的外切甘露糖苷酶；以及其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或里氏木霉或熱纖梭菌的木聚糖內(nèi)切酶；來自黑曲霉或里氏木霉的木糖苷酶。25.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中原料是富含甘露聚糖-纖維素的原料，并且其中用于第一酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表1的釋放甘露糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是甘露糖，以及其中用于第二酶促處理步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自根據(jù)表l的釋放葡萄糖的酶或酶系統(tǒng)，并且確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊是葡萄糖。26.權(quán)利要求25的方法，其中用于第一步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉、枯草芽孢桿菌、海棲熱袍菌或來自里氏木霉的甘露聚糖內(nèi)切酶；來自糞肥纖維單胞菌的外切甘露糖苷酶；以及其中用于第二步驟a)的酶或酶系統(tǒng)選自來自黑曲霉或來自里氏木霉的P-葡糖苷酶；來自里氏木霉的纖維二糖水解酶I-II;來自里氏木霉的|3-l-4-D-葡聚糖內(nèi)切酶I-V。27.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中用于具體的酶促處理步驟的酶系統(tǒng)包含不超過50%,優(yōu)選不超過20%，更優(yōu)選不超過10%，更優(yōu)選不超過5%，更優(yōu)選不超過2%，更優(yōu)選不超過1%的污染性酶促活性，所述酶促活性未曾用于之前的使用不同酶系統(tǒng)的酶促處理步驟中，或其可引起在之前的酶促處理步驟中未曾被釋放的其他確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的釋放，或其只可引起從起初基本上不存在于聚合物原料中的聚合物底物中釋放產(chǎn)物。28.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中未處理的聚合物原料包含纖維素和半纖維素作為聚合物底物，并且用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)具有纖維素酶活性、和任選地p-糖苷酶、葡糖水解酶和/或oc-或P-淀粉酶活性，但基本上不具有半纖維素酶活性。29.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)這樣的酶促活性作為污染性酶促活性，所述酶促活性已用于之前的使用不同酶系統(tǒng)的酶促處理步驟，或只可引起從起初基本上不存在于未處理的聚合物原料中的聚合物底物的其他單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的釋放。30.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中用于具體酶促處理步驟的酶系統(tǒng)具有第一酶促活性并包含至少一種額外的酶促活性，所述額外的酶促活性導(dǎo)致從未處理或已處理的聚合物原料，特別地從存在于未處理的聚合物原料中的不同聚合物底物產(chǎn)生與酶系統(tǒng)的第一酶促活性相同的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊。31.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在根據(jù)權(quán)利要求4的步驟a)之前或步驟a)的重復(fù)之前，使不溶的未處理或已處理的聚合物原料經(jīng)歷選擇性或非選擇性的物理化學(xué)處理步驟。32.權(quán)利要求31的方法，其中物理化學(xué)處理步驟包括使用水性溶劑、有機(jī)溶劑或這些溶劑的任何組合或混合物，優(yōu)選使用乙醇或甘油進(jìn)行的處理。33.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中在用酶系統(tǒng)處理未處理的聚合物原料，并將確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料的殘余物(已處理的聚合物原料)分離之后產(chǎn)生最高純度的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的酶系統(tǒng)被選擇用于根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟。34.權(quán)利要求33的方法，其中被選擇用于根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第二酶促處理步驟的第二酶系統(tǒng)是在用該酶系統(tǒng)處理根據(jù)權(quán)利要求31獲得的已處理的聚合物原料，并將確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料分離之后，產(chǎn)生最高純度的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的酶系統(tǒng)。35.權(quán)利要求33或34的方法，其中任何后續(xù)的酶處理步驟以在用相應(yīng)酶系統(tǒng)處理從之前的酶處理步驟獲得的已處理的聚合物原料，并從已處理的聚合物原料分離確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊后獲得的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的純度不斷減小的順序進(jìn)行。36.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序通過首先分析未處理的聚合物原料來確定。37.權(quán)利要求36的方法，其中，為了確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序，將不溶的未處理的聚合物原料a.首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表1中所列的每一個(gè)進(jìn)行處理；b.對(duì)于各酶促處理，在將確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料分離后，對(duì)從未處理的聚合物原料釋放的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的純度分析；c.選擇產(chǎn)生最高純度的酶系統(tǒng)用于根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；d.任選地用未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至c)的順序，以確定用于后續(xù)的酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。38.權(quán)利要求36的方法，其中，為了確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序，將不溶的未處理的聚合物原料a.首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表1中所列的每一個(gè)進(jìn)行處理，以確定在未處理的聚合物原料中提供最大質(zhì)量比的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊；b.在與未處理的聚合物原料分離后，對(duì)在未處理的聚合物原料中提供最大質(zhì)量比的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行純度分析；c.如果所測(cè)定的純度是超過總固體含量的75重量％,優(yōu)選超過90重量％，更優(yōu)選超過95重量％，更優(yōu)選超過99重量％由確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊組成的，則選擇該相應(yīng)的酶系統(tǒng)用于根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；d.如果根據(jù)步驟b)測(cè)定的純度低于根據(jù)步驟c)所需的純度，則相應(yīng)地，在與未處理的聚合物原料分離后，對(duì)在未處理的聚合物原料中提供次級(jí)的大質(zhì)量比的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊進(jìn)行純度分析，直至純度滿足根據(jù)步驟c)的要求，并且選擇該相應(yīng)的酶系統(tǒng)用于根據(jù)權(quán)利要求1的步驟a)的第一酶促處理步驟；e.任選地，用未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至d)的順序以確定用于后續(xù)酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。39.權(quán)利要求36的方法，其中，為了確定待使用的酶系統(tǒng)和它們的使用順序，將未處理的聚合物原料a.首先在分開的酶促處理中用多種酶系統(tǒng)(混合物)例如表1中所列的每一個(gè)進(jìn)行處理，以確定導(dǎo)致未處理的聚合物原料中包含的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的最高產(chǎn)量的酶促處理；b.選擇產(chǎn)生純度為超過總固體的75重量％，更優(yōu)選超過90重量％，更優(yōu)選超過95重量％，更優(yōu)選超過99重量％的確定的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物的那些酶促處理；c.在剩下的酶促處理當(dāng)中，確定具有最高的單體產(chǎn)物或寡聚產(chǎn)物產(chǎn)量的處理；d.任選地用未處理或已處理的聚合物原料的殘余物重復(fù)進(jìn)行步驟a)至c)的順序，以確定用于后續(xù)的酶促處理步驟的酶系統(tǒng)。40.權(quán)利要求1至32任一項(xiàng)的方法，其中用于酶促處理步驟的酶系統(tǒng)按照與根據(jù)權(quán)利要求36至39任一項(xiàng)可獲得的順序一致的順序使用。41.權(quán)利要求36至40任一項(xiàng)的方法，其中酶系統(tǒng)包括或由從(未處理的)聚合物原料釋放可溶的單體糖構(gòu)建塊或寡聚糖構(gòu)建塊的酶組成。全文摘要本發(fā)明涉及用于未處理的聚合物原料的酶處理的方法，該方法包括下列步驟a)優(yōu)選將可溶性成分與未處理的聚合物原料分離，b)用酶系統(tǒng)處理未處理的聚合物原料以從不溶的未處理的聚合物原料釋放確定的可溶的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊；和c)將步驟b)中產(chǎn)生的確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊與未處理的聚合物原料分離。優(yōu)選，步驟b)中使用的酶系統(tǒng)包含不超過50％，優(yōu)選不超過20％，更優(yōu)選不超過10％，更優(yōu)選不超過5％，更優(yōu)選不超過2％，更優(yōu)選不超過1％的除了導(dǎo)致根據(jù)步驟b)從未處理的聚合物原料釋放所述確定的單體構(gòu)建塊或寡聚構(gòu)建塊的酶活性外的其他酶活性。本發(fā)明的另外方面涉及“不太純的”從而更便宜的酶系統(tǒng)在后續(xù)的酶促處理步驟中的用途以及用于通過分析所使用的未處理的聚合物原料來確定酶處理步驟的最佳順序的方法。文檔編號(hào)C12N9/42GK101680010SQ200880013268公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2008年3月19日優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日發(fā)明者A·科爾特曼,M·拉爾巴赫,T·布呂克,U·凱特凌申請(qǐng)人:蘇德-化學(xué)股份公司