利用农林废弃物等木质纤维素原料发展燃料乙醇，对于调整我国能源结构，提高国家能源供应安全，实现可持续发展均具有重大战略意义。本文就木质纤维素为原料生产燃料乙醇工艺中稀酸水解及发酵抑制物作用机理、纤维素酶水解及其固定化、超级乙醇发酵重组菌等技术关键进行了研究。 通过试验考察了以芒草和松木屑为原料的木质纤维素稀酸水解过程特性，芒草稀硫酸水解的正交试验确定的最佳水解条件为：1.5wt％的硫酸，硫酸与芒草的液固比6∶1，温度121℃，反应时间30min。试验表明木本原料较草类原料稀盐酸水解难，在温度120℃、液固比6∶1、HCl浓度0.5％时，水解还原糖的产率达到最大值。 木质纤维素酸水解液的乙醇发酵试验表明：耐高温酿酒活性干酵母是一种高效发酵酵母，它能很好地发酵葡萄糖溶液。该菌株尚不能在经过简单预处理的盐酸水解液中生长，须经过驯化，以适应酸水解液中的有害物质。 采用探针电化学方法(menadione/ferricyanide体系)定量分析乙酸等发酵抑制物对酿酒酵母的抑制作用，克服了传统的研究方法在定量分析上存在的不足之处。此外，还采用了荧光分析方法研究乙酸等发酵抑制物对酿酒酵母的抑制作用，作为探针电化学方法分析的补充。研究结果表明，探针电化学方法适合用于研究乙酸等发酵抑制物对酵母细胞抑制作用，而且，探针电化学方法与荧光方法合用还可进一步研究乙酸对酿酒酵母的抑制机理。 木质纤维素稀酸一酶联合水解工艺的试验研究表明：为获得较高的酶水解效率，对木质纤维素原料进行预处理是必要的。用稀盐酸进行预水解是去除半纤维素、减小纤维素结晶度的有效方法之一。本实验中，木质纤维素稀酸预处理的最佳工艺条件为：液固比6∶1、温度为110℃、盐酸浓度为0.7％(W)、反应时间180min。纤维素酶水解反应的最适宜条件为：pH4.7-5.3，温度为50-55℃；试验中，通过及时有效地移去反应产物以减少抑制作用，可使纤维素酶水解反应进行得更彻底。 开展了以EudragitL为载体的S-IS互变固定化酶的研究。实验表明，在纤维素酶以EudragitL载体固定化后，酶保留率可达92％，重复水解四次后保留率在60％以上；S-IS载体固定化纤维素酶在很小的范围内调整溶液的pH值就可以变换固定化酶的固液状态，分离产物并回收酶。与膜分离相比，更适用于各种不溶性底物的酶水解反应。试验发现，纤维素酶经固定化以后，热稳定性有所提高，可减少底物吸附作用对酶水解反应的抑制，因为液态固定化酶更利于酶和底物的接触。 由于纤维素酶水解反应中单糖浓度与单糖转化率与各工艺条件间的关系高度非线性，本文采用了拟水平的均匀设计使得试验次数大大降低；再用BP神经网络建模。人工神经网络模拟纤维素酶水解过程结果表明：BP神经网络适用于水解反应单糖浓度、单糖水解率与各工艺条件之间非线性关系的建模，模型具有较高的仿真精度，对试验有指导作用，并可用于预测试验结果。 构建了可代谢木糖和葡萄糖产乙醇的重组酵母菌株SaccharomycescerevisiaeYS58-12。由Candidashehatae和Pichiastipitis中克隆得到的木糖还原酶基因xyl1、缺终止子的xyl1和木糖醇脱氢酶基因xyl2，分别克隆到酵母表达载体pYES2上，构建了重组酵母表达载体pYES2-1、pYES2-P12；由pYES2-P12和尿嘧啶缺陷型酿酒酵母YS58构建的重组酵母SaccharomycescerevisiaeYS58-12在以木糖为唯一碳源的培养基上发酵时，木糖的利用率最高能达到72.4％，但乙醇产量较低；而在3％葡萄糖+2％木糖培养基上发酵时，葡萄糖几乎全部转化成了乙醇，木糖的利用率最高能达到81.3％，发酵72h后乙醇产率相当于理论值的67.14％。