【摘 要】
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目前,化石资源造成了严重的环境污染,并且全球的储量也变得越来越紧张,促使研究人员寻找新的更清洁、可再生和可持续的能源。我国每年产生的木质生物质大约13.9亿吨,农业生物质超过了8亿吨,可再生的生物质能够有效的转化为生物乙醇和一些高附加值的化学品。本课题采用软木、硬木和草本植物等不同种类的木质纤维素（巨菌草、沙柳、松木、小麦秸秆）为原料,开发了两种新的木质纤维素预处理方法,减少预处理的时间,提高预处
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目前,化石资源造成了严重的环境污染,并且全球的储量也变得越来越紧张,促使研究人员寻找新的更清洁、可再生和可持续的能源。我国每年产生的木质生物质大约13.9亿吨,农业生物质超过了8亿吨,可再生的生物质能够有效的转化为生物乙醇和一些高附加值的化学品。本课题采用软木、硬木和草本植物等不同种类的木质纤维素（巨菌草、沙柳、松木、小麦秸秆）为原料,开发了两种新的木质纤维素预处理方法,减少预处理的时间,提高预处理的效率并且控制工艺成本。AFEX联合白腐真菌和AFEX辅助低共溶溶剂预处理方法,其中AFEX联合白腐真菌预处理方法分为液体发酵和固体发酵两种途径。主要分析了其预处理对木质素的降解,酶促水解的影响以及预处理机理的研究,从而实现木质纤维素的高效利用与转化,为木质纤维素的利用开辟新途径。本课题主要研究工作总结如下:（1）氨纤维膨胀（AFEX）联合白腐真菌预处理对木质纤维素酶解糖化的研究。AFEX预处理后会提高木质纤维素的比表面积,并且提高木质纤维素中氮元素含量。结果表明AFEX能够促进平菇（P.ostreatus）的生长,木质素的降解以及纤维素的生物转化。AFEX联合P.ostreatus对沙柳处理效果最好,纤维素的转化率为75.27%,木质素的降解率为50.2±1.17%。处理松木时,纤维素的转化率为72.21%,木质素的降解率为44.6±1.26%。处理巨菌草时,纤维素的转化率为58.62%,木质素的降解率为31.1±1.76%。该方法对硬木、软木等木本植物的处理效果优于草本作物。（2）AFEX联合白腐真菌预处理对木质纤维素培养食用菌的研究。结果表明,AFEX联合白腐真菌利用木质纤维素使蘑菇的产量提高16-44.60%。AFEX联合秀珍菇（P.geesteranus）固体发酵对巨菌草木质纤维素降解效果最好。其中,巨菌草中纤维素的降解率为35.56%,半纤维素为33.40%,木质素为36.65%,三种木质素降解酶活性也显著增加。杏鲍菇（P.eryngii）培养21 d时漆酶（Lac）活性最高,达到2195.67 U/g,P.ostreatus培养21 d时锰过氧化物酶（Mn P）活性最高,达到258.538 U/g,P.geesteranus在培养28 d时木质素过氧化物酶（Lip）活性最高,达到91.18 U/g。（3）AFEX辅助低共熔溶剂（DES）预处理对木质纤维素酶解糖化的研究。Ch Cl:LA DES脱木质素（56.11%）和酶解效率（83.34%）优于Ch Cl:U DES,B:LA DES和Ch Cl:AA DES。通过实验优化,AFEX辅助Ch Cl:LA DES在120°C,处理1 h后,固体,纤维素,半纤维素和木质素的回收率分别为66.62%、93.77%、34.09%、23.68%,酶解效率为95.62%。此外,从预处理液中回收了木质素。Ch Cl:LA DES有良好可回收性,第三次回收的DES无需后纯化纤维素酶解率高达86.62%。AFEX辅助Ch Cl:LA DES作为一种高效、经济、可回收的预处理方法,具有未来生物炼制策略的巨大潜力。本课题通过两种联合预处理方法,两种实现途径对木质纤维素进行生物转化,两种方法有效的利用木质纤维素,具有一定的成本效益和环境友好性。
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