天然生物质是一种可持续性利用的资源,生物转化生产燃料和化学品对减少石化资源依赖,缓解环境污染具有重要意义。纤维素酶水解是生物质糖化水解利用平台一个非常重要的工艺环节,直接关系生物基燃料乙醇的生产效率和经济性。但原料中的木质素不仅是限制纤维素酶靠近纤维素的物理屏障,且与纤维素酶发生无效吸附严重了影响酶解效率,同时阻碍纤维素酶回收,导致酶解成本居高不下。本课题以桉木、棉秆、玉米秸秆为原料详细研究酶解过程中的不同来源木质素与外切纤维素酶的无效吸附机制,一方面从木质素的角度探究木质素物化结构性质对无效吸附的影响;另一方面从酶的生物特性角度研究外切纤维素酶结合域与木质素具体如何发生吸附,从而有效减轻木质素无效吸附对酶解效率的负面影响。首先探究了不同物化性质木质素对无效吸附的影响,发现木质素的疏水性与吸附有强烈负相关,表面电荷及酚羟基含量也有一定影响。外切纤维素酶的结合域在吸附过程中起到重要作用,吸附量达到外切纤维素酶吸附量的75%以上,且只有部分能够从木质素上脱附下来。改变吸附条件,发现吸附的时间、温度、p H、浓度都对桉木碱木质素与外切纤维素酶结合域的吸附结果产生了不同影响,吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,疏水作用在此过程中起到重要作用,该过程兼具物理和化学吸附。且通过光谱测定发现,外切纤维素酶结合域通过酪氨酸位点与木质素发生吸附行为,结合位点数为1,结合常数较大,吸附后酪氨酸周围的微环境发生变化,疏水性增强。本课题研究结果能够为研究木质素改性及纤维素酶定向改造,从而提高生物质酶解糖化效率,推动实现生物质基液体燃料生产经济性提供理论科学信息。