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超声波强化木质纤维素酶解的研究进展

2021-11-19胡芳董旭史长伟吴学栋

生物技术通报 2021年10期

胡芳 董旭 史长伟 吴学栋

(1. 齐齐哈尔大学轻工与纺织学院,齐齐哈尔 161006;2. 亚麻加工技术教育部工程研究中心,齐齐哈尔 161006)

能源需求不断增加,而化石燃料储量日益减少,使得可再生能源越来越受到关注。生物乙醇是世界上使用最多的生物燃料[1],可与汽油、柴油等原油衍生液体运输燃料混合使用。作为能源安全和气候变化问题的共同解决方案,是近年来非常活跃的研究领域。木质纤维素生物质,如农林业废弃物和部分城市固体废物,是可再生的、丰富的、廉价的第二代生物乙醇生产原料。第二代生物乙醇的生产涉及4个步骤,包括木质纤维素的预处理、纤维素酶解成可发酵糖、可发酵糖经发酵转化为乙醇和蒸馏。虽然原料的收购价格比化石燃料具有竞争力,但利用现有技术将木质纤维素转化为生物乙醇的成本仍然很高。酶法糖化路线约占过程总成本的20%,这一步骤具有创新和降低成本的潜力[2]。近年来,超声波在酶催化生物转化中得到了广泛的应用,具有短时间内强化反应过程、提高产率、降低能耗、更好地利用原料和催化剂等显著优点[3]。很多研究人员提出利用超声波强化的策略,有大量文献报道,超声波强化的木质纤维素酶解提高了可发酵糖及生物乙醇的产率,并对强化机理进行了不同侧面的探索。本文综述了超声波强化木质纤维素酶解的应用进展,并着重对超声波强化酶解的机理进行了分析,旨在为该领域的深入研究提供参考。……

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