由日本东京农业技术大学(TUAT)科学家领导的国际合作开发了一种两步法，可以更有效地将碳水化合物分解成单糖组分，这是生产绿色燃料的关键过程。
研究人员于4月10日在美国化学学会期刊“ 工业与工程化学研究 ”上发表了他们的研究成果。
分解过程称为糖化。所产生的单糖组分(称为单糖)可以发酵成生物乙醇或生物丁醇，可以用作燃料的醇。
“长期以来，人们越来越关注利用同质酸和酶进行糖化，”东京农业大学生物应用与系统工程研究生院的论文作者兼教授Eika W. Qian说。和技术在日本。“酶促糖化被认为是合理的前景，因为它提供了更高产量，更低能源成本和更环保的潜力。”
实际上可以阻止使用酶来分解碳水化合物，尤其是在诸如稻草的实际生物质中。水稻秸秆是水稻收获的副产品，由三种复杂的碳水化合物组成：淀粉，半纤维素和纤维素。由于它们的细胞壁结构和表面积，以及其他特征，酶不能接近半纤维素或纤维素。必须对它们进行预处理以接受酶活性，这可能是昂贵的。
酶的成本和低效率的一个答案是使用固体酸催化剂，其是引起化学反应而不溶解并成为反应的永久部分的酸。它们特别吸引人，因为它们可以在糖化后回收并重复使用。
钱，因为碳水化合物是不均匀的，所以它并不像换酸的酶那么容易。半纤维素和淀粉在180摄氏度及以下降解，并且如果所得组分进一步加热，则产生的糖分解并转化为其他副产物。另一方面，纤维素的降解仅发生在200摄氏度以上的温度下。
这就是为什么，为了最大限度地提高稻草中糖的产量，研究人员开发了一个两步法 - 半纤维素的一步和纤维素的另一步。第一步需要温和的固体酸在低温(150摄氏度及以下)，而第二步需要更苛刻的条件，更强的固体酸和更高的温度(210摄氏度及以上)。
总体而言，两步法不仅证明有效，而且比传统的一步法生产的糖量多30%。
“我们现在正在寻找合作伙伴，以评估我们在稻草和其他各种材料(如麦秸和玉米秸秆等)中的两步糖化过程在试点中的可行性，”钱说。“我们的最终目标是将我们的工艺商业化，以便在未来使用这种材料制造单糖。”
其他作者是印度尼西亚雅加达英华学校的Luh Putu Pitrayani; 王秀辉和Thanh Tung Nguyen，日本东京农业大学生物应用与系统工程研究生院; 中国上海化学工业研究院有限公司李森; 和嘉兴大学生物，化学科学与工程学院的江龙普。