周 静,沈葵忠,*,房桂干,2,邓拥军

(1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京 210042;2.南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏南京 210037)

木质纤维生物质是重要的可再生资源[1]。我国作为农业大国,每年会产生大量的稻草、麦草等农业秸秆生物质,利用农业秸秆等生物质为原料制备可发酵性糖类,进而制备燃料乙醇及其他化学品,提高其附加值,对缓解能源危机和保护环境具有重要意义[2-3]。麦草等农业秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成,三者之间存在复杂的化学键连接,形成的天然复杂高分子结构,对生物酶具有很强的抵抗能力,使得直接对其酶解糖化效率极低。需要经过一定的预处理操作打破其致密结构,增加生物酶对底物的可及性,从而提高酶解效率[4]。木质素属于芳香族化合物,广泛存在于植物界中且含量丰富,有巨大潜在应用价值[5]。但由于其结构缺少重复单元之间的有序性和规律性,结构复杂,造成木质素开发利用的困难,至今没有得到很好的利用。

目前常用的预处理方法主要有酸法预处理[6]、蒸汽爆破预处理[7]、高温热水预处理[8-9]、有机溶剂预处理等[10]。其中,有机溶剂预处理与其他预处理相比,具有选择性,受到研究人员的关注。乙醇是一种常用的有机溶剂,且可通过蒸发能回收循环使用。但不使用催化剂的乙醇预处理温度较高,常控制在200 ℃左右,并在后续洗涤步骤中,因体系温度降低溶出的木质素会吸附在物料表面导致较难洗净等缺点[11]。……