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假木质素沉积及对纤维素酶解的影响研究进展*

2020-04-28沙如意张沙沙赵福权蔡成岗肖竹钱毛建卫

林业科学 2020年3期

沙如意 张沙沙 余 瞻 赵福权 蔡成岗,3,4 肖竹钱,3,4 毛建卫,3,4

(1. 浙江科技学院生物与化学工程学院 杭州310023; 2. 浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室 杭州310023; 3. 浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室 杭州310023; 4. 浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心 杭州310023)

资源是经济和社会可持续发展的重要物质基础。随着世界各国对资源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视,开发和研究可再生资源代替被过度开采和使用的不可再生资源,已成为各国在资源利用方面共同的发展方向。以木材和草类纤维为代表的木质纤维素类生物质是地球上最丰富的可再生资源,年产量约2 000亿t,有效利用木质纤维素类生物质可以降低人类对化石燃料资源的依赖(Zhang, 2008)。木质纤维原料主要由纤维素(38%~50%)、半纤维素(23%~32%)、木质素(10%~25%)以及少量的果胶、蛋白质和灰分等组成,为提高木质纤维素类生物质的转化率,提升纤维素酶的水解效率和可发酵性糖产量,降低纤维素酶的使用量和生物质转化成本,需对木质纤维素类生物质进行预处理,以打断木质素、纤维素、半纤维素之间的天然抗降解屏障,释放出包裹在内部的纤维素组分,提高纤维素酶的可及性(Puetal., 2013)。

木质纤维素类生物质预处理主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法,其中应用较多的是采用质量分数小于4%的稀酸法(如盐酸、硫酸和硝酸等,120~210 ℃)、高温热水法、蒸汽爆破法和液相水热法等(Yangetal., 2006; Kumaretal., 2009)。不同预处理方法可溶解和去除原料中的木质素或大部分半纤维素等,有利于提高纤维素酶的可及性。……

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