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本论文以我国资源丰富的麦秆废弃物为研究对象,建立p H条件较为温和的亚硫酸氢镁预处理技术,提高植物纤维原料的酶解糖化效率;同时基于极性和带电性质差异建立同步分离低聚木糖和木质素磺酸盐方法,实现了预处理液中木质素磺酸盐和低聚木糖的分离制备,形成了中性亚硫酸盐预处理麦秆全质化利用集成技术,并进一步考察所得低聚木糖的益生元功效和木质素产品的农药分散性能。具体研究如下:建立了针对麦秆废弃物的亚硫酸氢镁预处理工艺,阐明了预处理对木质素、半纤维素脱除、酶解糖化和溶出组分变化的影响机制。研究发现在较温和p H条件下亚硫酸氢镁预处理能有效脱除小麦秸秆中的木质素和半纤维素组分,对纤维素破坏较小,获得预处理渣酶解效果优良;预处理液除含有少量的木质素降解产物外,富含大量的低聚木糖和木质素磺酸盐,具有潜在的应用价值。小麦秸秆在1L蒸煮器中,固液比1:5,亚硫酸氢镁3.51%（w/v）,p H值5.17,温度170 oC条件下预处理40 min,半纤维素和木质素脱除率达到85.75%和78.22%,纤维素保留率为97.41%;采用商品纤维素酶（CTec2）,酶用量15 FPU/g纤维素条件下酶解,底物浓度10%（w/v）预处理麦秆未经水洗直接酶解,48 h酶解得率可达88.82%;本工艺可实现20%底物浓度的有效酶解,48 h和72 h酶水解得率分别为82.24%和90.49%。预处理废液中经检测木质素磺酸镁和低聚木糖浓度分别为86.61 g/L和10.06 g/L。针对于亚硫酸氢镁预处理液,分别考察了有机溶剂沉淀、超滤和树脂法分离提纯低聚木糖和木质素磺酸盐的效果,建立了基于极性和带电性质差异的低聚木糖和木质素磺酸盐同步分离方法。预处理液经硅藻土前处理可有效去除有色物质,降低样品粘度,提高透光率;大孔弱碱性离子交换树脂D354可同步分离废液中的木质素磺酸盐和低聚木糖,两者分离因数为111.6,静态吸附等温线符合Langmuir模型,在25℃时静态饱和吸附量最大,为389.61 mg/g;采用16 mm×12cm层析柱进行动态吸附,Yoon-Nelson方程拟合显示动态吸附量可达169.72mg/g;树脂可反复回用5次以上;MBSP废液经动态固定床分离所得低聚木糖和木质素磺酸盐回收率分别为93.09%和98.03%,纯度分别为60.09%和91.92%。经分离纯化所得低聚木糖中木二糖至木四糖含量占据低聚木糖（X2-X6）总量的87.13%。亚硫酸氢镁预处理工艺耦合下游分离纯化技术最终可实现纤维素,半纤维素和木质素的总利用率分别达到91.33%,51.56%和52.17%。研究比较了预处理液中低聚木糖（MBSP XOS）、离子交换层析自制低聚木糖（IE XOS）和商品低聚木糖（CM XOS）对于典型肠道益生菌的益生元功效。分别以2.91 g/L CM XOS,3.32 g/L MBSP XOS,3.10 g/L IE XOS为碳源体外增殖青春双歧杆菌,三种低聚木糖对菌体增殖能力相当,生成有机酸总量分别为2.06 g/L,3.85 g/L,3.30 g/L。其中CM XOS生成有机酸量依次为乳酸,乙酸和丙酸;IE XOS生成有机酸量依次为乙酸,乳酸和丙酸;MBSP XOS和IE XOS均可有效增殖青春双歧杆菌,生成有机酸能力均高于CM XOS,显示了良好的益生元功效。嗜酸乳杆菌无法代谢木糖,但各低聚木糖出现不同程度消耗。对自产木质素磺酸盐IE LS进行了性能表征和对农药甲基咪草烟（IMM）的分散应用研究。IE LS磺酸基含量3.65 mmol/g,酚羟基和羧基含量分别为0.69和1.06 mmol/g;结构近球形,大小在0.1-0.3μm范围;分子量分布为单分散性,重均分子量为2842 Da,多分散性为1.216,临界胶束浓度为15 g/L,表面张力为60.2 m N/M,可作为表面活性剂使用降低水溶液的表面张力。添加2.0 g/L UF LS可使IMM颗粒表面Zeta电位绝对值降至-30.3 m V,高于商品农药分散剂Wigwin-600C和CM LS对电位的影响,分散性更好。质量浓度为2.0 g/L的UF LS液滴在IMM压片表面接触角为72.38°,远低于纯水对IMM颗粒的接触角116.71°,对疏水IMM界面润湿性能良好,在实际喷洒作业中具备应用潜能。本文基于亚硫酸氢镁预处理工艺,结合预处理废液的下游分离纯化技术,实现了纤维素,半纤维素和木质素的有效利用,为最终形成麦秆全质化利用提供参考。