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随着社会的不断发展,煤炭、石油等不可再生资源日益短缺,利用秸秆生物质制备燃料乙醇引起人们的高度关注。由于秸秆致密的结构,必须进行适当解聚,以实现秸秆高效转化。本文采用复合酶法、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)两步水解法对玉米秸秆进行解聚,同时对解聚副产物及抑制作用进行研究,这为秸秆资源的高效转化利用提供有效的实用价值。取得的主要成果如下：(1)玉米秸秆经酸水解后再用复合酶酶解,秸秆表面结构疏松,整体出现分层,并伴随有裂缝和孔道,秸秆纤维细胞壁皮层结构被破坏。纤维素结晶度变化可知,采用酸解聚,主要破坏了纤维素的无定型区域,而酶解主要破坏了纤维素的结晶区,使大部分纤维素转化成可溶性糖。当酶解时间为48h,果胶酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶分别为45U/mL、30U/mL、60U/mL时,在此条件下,葡萄糖、木糖和酶水解得率分别为67.83%、3.25%、73.65%,相比纤维素酶和β-葡萄糖苷酶两种酶解,葡萄糖、木糖和酶水解得率分别提高了21.82%,2.52%,21.67%,而相比单一纤维素酶酶解分别提高了65.04%、20.82%、65.06%。分步糖化发酵5天后,相比纤维素酶单一酶解发酵乙醇含量提高了72.50%。(2)以玉米秸秆为对象,糖得率及乙醇产量为指标,对经1-7%酸解聚后的抑制物对乙醇发酵的影响进行系统考察。解聚抑制物单因素对乙醇发酵影响不大,但当他们同时存在时,乙醇含量降低为原来的一半左右。当硫酸解聚浓度为5%时,解聚抑制物对乙醇发酵抑制作用最大。糠醛(≥3.0 g/L)、乙酸(≥3.0 g/L)、阿魏酸(≥5.0 g/L)、5-HMF(≥5.0 g/L)可使发酵延滞期变长,5.0 g/L糠醛、10.0 g/L乙酸、7.0 g/L阿魏酸和7.0 g/L对香豆酸可完全抑制发酵进行；单因素试验表明对乙醇发酵抑制作用：糠醛>乙酸>阿魏酸>对香豆酸>5-HMF。相对于一次性给料,分批给料可使乙醇含量提高59.5%。(3)采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)耦合酸解聚玉米秸秆,可以有效降低纤维素的结晶度,提高葡萄糖得率。当3%酸--NMMO7h解聚处理,葡萄糖、木糖最大得率分别为48.37%和28.64%,秸秆酶解得率最大为65.05%。相应的乙醇得率由原来的18.82%提高到48.43%。(4)采用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)联合碱解聚玉米秸秆,可以有效转移半纤维素和木质素。通过增加预处理的时间,半纤维素由未处理秸秆的29.13%下降到8.94%。两步法解聚明显提高秸秆酶解得率,采用1%碱联合50%的N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)在120℃下反应7h,最大酶解得率可达98.03%；相应乙醇得率由原来的18.82%提高到64.64%。同时木糖得率也明显增高。由秸秆原样中的11.14%提高到93.77%。可见NMMO耦合碱解聚玉米秸秆的效果比耦合酸要好。