竹子富含纤维素和半纤维素,是制取可发酵糖的重要潜在原料。我国竹类资源丰富,竹材、竹笋产量居世界首位,竹产业的迅速发展使得竹材加工剩余物产量巨大。竹子未分枝前的竹笋纤维粗糙不可食用,结构疏松亦不可作工业用材,但其生长速度快、生物量大,且木质素含量低。因此,将竹笋与竹材废弃物糖化之后生产燃料乙醇或其他化学品前景广阔。木质纤维材料制取可发酵糖的研究主要围绕预处理和酶水解两大关键步骤进行。本论文以毛竹为原料,研究了热水、氨水、稀酸、氢氧化钠以及非离子表面活性剂辅助稀酸/碱等预处理对竹材化学组成、微观结构以及酶水解效率的影响,考察了纤维素酶与木聚糖酶在水解竹材各个组成部分(竹青、竹肉、竹黄、竹节、竹枝等)过程中的协同作用,并探讨了不同化学助剂(BSA、PEG 6000和Tween 80)对竹材水解特性的影响,以期通过化学助剂与木聚糖辅酶的使用来减少纤维素酶的用量,最大程度提高竹材的水解效率并降低酶水解的成本。研究结果表明:1、在竹材的预处理过程中,NaOH预处理与Tween 80辅助NaOH预处理脱木质素能力最强(木质素移除率分别为54.2%和57.9%),预处理后样品水解所得还原糖得率最高可达85.6%。氨水预处理效果次之,可脱除39.5~45.6%的木质素,处理条件越剧烈,处理后的竹材的水解得率越高,最高可达78%。稀酸预处理可降解底物中67.3%的木聚糖,但对木质素的脱除效果最差(仅10%左右),对还原糖收率促进效果甚微。2、酸/碱预处理过程中添加Tween 80对木质素的移除率及酶水解效率促进效果不明显,但Tween 80可以增强竹材样品表面的亲水性,使样品在缓冲液中极易分散,避免碱预处理后固体结块现象的出现。使用Tween 80辅助NaOH预处理四年生竹材,并在添加Tween 80的条件下使用纤维素酶和木聚糖酶协同水解预处理后的竹材,经物料衡算,最多可得到42.5 g还原糖(每100 g竹材原料)。3、在纤维素酶水解竹笋或成年竹材过程中添加BSA、PEG 6000和Tween 80等化学助剂可显著提高竹材纤维素和木聚糖的水解得率。酶水解开始前后添加表面活性剂均有促进效果,而表面活性剂的浓度对竹材酶水解效果影响不大,当表面活性剂浓度增加到150 mg/g DM时,继续增加浓度,水解得率不变。而且,仅在较低的酶剂量或较为苛刻的条件下,表面活性剂对竹材酶水解才有明显促进效果。4、纤维素酶和木聚糖酶在水解竹笋或成年竹材时,有明显的协同效应,且木聚糖酶的添加较化学助剂对竹材酶水解的促进效果更明显。同时使用纤维素酶和木聚糖酶水解未预处理的竹笋与氨水预处理后的成年竹材时,继续添加化学助剂仍可继续提高竹材的水解得率。在添加了纤维素酶、木聚糖酶和表面活性剂的混合物后,竹笋和成年竹材水解葡萄糖和木糖得率均达到最高。5、竹笋木质化程度低,极易被水解,氨水预处理后的竹笋几乎可以被少量的纤维素酶与化学助剂(或木聚糖酶)彻底水解,而未预处理的竹笋直接水解也可得到较高的水解得率(最高可达70%以上),加之其含有一定量的非结构性糖,本研究建议竹笋可直接进行糖化,而无需进行预处理这一高耗能过程。与竹材的其他组成部分相比,竹青的水解效率最低,尤其是成年竹材的竹青,其水解葡萄糖和木糖得率最高仅38.8%和50.5%,可能是由于竹材外表皮较高的木质素含量、较大的密度和硬度以及蜡质的保护。