《表1 木质纤维原料的预处理方法》

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《水溶性木质素对纤维原料酶水解的影响研究进展》

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植物细胞壁是含有纤维素原纤维网格和复杂“基质”聚合物的复合材料，在植物细胞壁中，木质素的含量仅低于纤维素和半纤维素，其复杂的三维立体网状结构阻碍了纤维素酶在纤维素大分子上的吸附，最终影响纤维素水解成糖和其他有机化合物[4]。木质纤维原料的预处理在生物质精炼中起着至关重要的作用，破坏木质纤维原料紧密的天然结构，脱除部分半纤维素，使结构改性的木质素或木质素衍生分子释放到预处理液中，从而使纤维素易于水解以转化为生物燃料[11-12]。目前广泛应用的预处理方法见表1，主要包括物理法、化学法、物理化学法及微生物法等。预处理温度、p H、木质素与纤维素的保留与脱除、预处理产物及这些因素的协同作用，对木质素与纤维素酶的相互作用具有重要影响，甚至会得到相互矛盾的结果。一般而言，碱性或有机溶剂预处理对木质素有不同程度的降解溶出作用，而酸性或蒸汽爆破预处理则主要溶解半纤维素，大部分木质素仍然保留在纤维原料中。无论采用何种方式，总有一定量的木质素残留在纤维原料中，并且木质素的分布和化学结构均发生变化，有可能引起其对纤维素酶的非生产性吸附的变化。通过预处理脱除纤维原料中的部分木质素，可有效提高底物的酶水解效率，但脱木质素率达到一定程度后继续脱除木质素，由于伴随着碳水化合物的降解，反而不利于酶水解总糖转化的提高。