木質(zhì)纖維素預(yù)處理技術(shù)研究進展

曹運齊，解先利，郭振強，王嚴嚴，劉云云，吳藹民，趙于

（1陜西科技大學(xué)機電工程學(xué)院，陜西西安710021；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東廣州510642）

由于化石資源的短缺及其使用過程引起的環(huán)境問題，使得綠色生物能源得到越來越多的關(guān)注。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)由于量大、可再生被認為是一種很有前景的低成本能源資源，以其轉(zhuǎn)化燃料乙醇可以減少人類對傳統(tǒng)化石燃料的依賴[1-3]。通常，木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)主要由纖維素（45%～50%）、半纖維素（10%～30%）和木質(zhì)素（20%～30%）以及少量提取物組成。纖維素和半纖維素是多聚糖，而木質(zhì)素是由苯丙烷異構(gòu)組成的交聯(lián)三維聚合物，與纖維素和半纖維素緊密結(jié)合。這些組分相互作用并通過化學(xué)鍵鍵合。酶水解是纖維乙醇轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵技術(shù)[4]。木質(zhì)纖維原料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征使其對微生物降解過程具有天然抗性，所以，酶水解前需要對原料進行適當?shù)念A(yù)處理以克服這種頑抗性。預(yù)處理是木質(zhì)纖維原料高效轉(zhuǎn)化過程不可或缺的一部分，預(yù)處理的主要目的是通過破壞纖維素聚合結(jié)構(gòu)，降低其結(jié)晶度，增加纖維素的孔隙率和比表面積以促進酶與底物的有效接觸，從而提高可發(fā)酵糖產(chǎn)率[5]。

目前，木質(zhì)纖維原料的預(yù)處理過程已開發(fā)了多種方法，其大致可以分為四類：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)綜合法和生物法。每種預(yù)處理技術(shù)都有其自身的優(yōu)點和缺點，后期發(fā)展的聯(lián)合預(yù)處理方法不僅可以增強酶對纖維素的可及性，而且還有助于回收相關(guān)的木質(zhì)素和半纖維素成分以將其轉(zhuǎn)化為高價值的產(chǎn)品[4-5]。……