Background Obtaining high-value products from lignocellulosic biomass is central for the realization of industrial biorefinery. Acid pretreatment has been reported to yield xylooligosaccharides (XOS) and improve enzymatic hydrolysis. Moreover, xylose, an inevitable byproduct, can be upgraded to xylonic acid (XA). The aim of this study was to valorize sugarcane bagasse (SB) by starting with XA pretreatment for XOS and glucose production within a multi-product biorefinery framework. Results SB was primarily subjected to XA pretreatment to maximize the XOS yield by the response surface method (RSM). A maximum XOS yield of 44.5% was achieved by acid pretreatment using 0.64 M XA for 42 min at 154 °C. Furthermore, XA pretreatment can efficiently improve enzymatic digestibility, and achieved a 90.8% cellulose conversion. In addition, xylose, the inevitable byproduct of the acid-hydrolysis of xylan, can be completely converted to XA via bio-oxidation of Gluconobacter oxydans (G. oxydans). Subsequently, XA and XOS can be simultaneously separated by electrodialysis. Conclusions XA pretreatment was explored and exhibited a promising ability to depolymerize xylan into XOS. Mass balance analysis showed that the maximum XOS and fermentable sugars yields reached 10.5 g and 30.9 g per 100 g raw SB, respectively. In summary, by concurrently producing XOS and fermentable sugars with high yields, SB was thus valorized as a promising feedstock of lignocellulosic biorefinery for value-added products.

中文翻译：

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以自给木糖酸为关键预处理催化剂的低聚木糖和可发酵糖的联合生产环保联合工艺。

背景从木质纤维素生物质中获得高价值产品是实现工业生物精炼的核心。据报道，酸预处理可产生低聚木糖 (XOS) 并改善酶水解。此外，不可避免的副产物木糖可以升级为木糖酸 (XA)。本研究的目的是通过在多产品生物精炼框架内对 XOS 和葡萄糖生产进行 XA 预处理来确定甘蔗渣 (SB) 的价值。结果 SB 主要经过 XA 预处理，以通过响应面法 (RSM) 最大化 XOS 产量。通过使用 0.64 M XA 在 154 °C 下酸预处理 42 分钟，可实现 44.5% 的最大 XOS 产率。此外，XA预处理可以有效提高酶消化率，纤维素转化率达到90.8%。此外，木糖、木聚糖酸水解不可避免的副产物，可以通过氧化葡糖杆菌（G. oxydans）的生物氧化完全转化为XA。随后，XA 和 XOS 可以通过电渗析同时分离。结论 探索了 XA 预处理并显示出将木聚糖解聚成 XOS 的有希望的能力。质量平衡分析表明，每 100 g 生 SB 的最大 XOS 和可发酵糖产量分别达到 10.5 g 和 30.9 g。总之，通过同时生产高产量的 XOS 和可发酵糖，SB 因此被确定为用于增值产品的木质纤维素生物精炼的有前景的原料。XA和XOS可以通过电渗析同时分离。结论 探索了 XA 预处理并显示出将木聚糖解聚成 XOS 的有希望的能力。质量平衡分析表明，每 100 g 生 SB 的最大 XOS 和可发酵糖产量分别达到 10.5 g 和 30.9 g。总之，通过同时生产高产量的 XOS 和可发酵糖，SB 因此被确定为用于增值产品的木质纤维素生物精炼的有前景的原料。XA和XOS可以通过电渗析同时分离。结论 探索了 XA 预处理并显示出将木聚糖解聚成 XOS 的有希望的能力。质量平衡分析表明，每 100 g 生 SB 的最大 XOS 和可发酵糖产量分别达到 10.5 g 和 30.9 g。总之，通过同时生产高产量的 XOS 和可发酵糖，SB 因此被确定为用于增值产品的木质纤维素生物精炼的有前景的原料。