随着全球石油等化石资源储量的逐渐减少,以生物质可再生资源为原料补充和替代石油等化石资源,正成为一种新的发展趋势。植物细胞壁的天然复杂结构限制了生物酶水解的效率。目前,人们对经过预处理后的植物组织的超微结构、化学组分的分布及其对酶水解影响的了解非常有限,因此研究预处理对木素微区分布及后续酶水解的影响具有十分重要的意义。本论文以杨木为原料,首先对其进行不同程度的稀酸预处理(以强度因子/ogR0表示),随后采用机械法处理以制备杨木底物,最后进行生物酶水解。本论文的主要研究内容包括:(1)稀酸预处理对水解液和木片中主要化学组分的影响;(2)稀酸预处理对杨木木片中木素分布的影响;(3)稀酸预处理对杨木底物酶水解转化率的影响。所得主要结论如下:木片得率随着预处理程度的增加而降低。预水解液中的不溶物和不挥发物含量都随预处理程度的增加而增加;随预处理程度的增加,水解液中的葡萄糖、低聚葡萄糖、木糖、低聚木糖、阿拉伯糖的含量明显增加,而且预水解液中的葡萄糖和木糖主要以低聚糖的形式存在。稀酸预处理后木片中的碳水化合物和木素的等主要化学组分的含量均随预处理强度的增加而降低,尤其是聚木糖的含量降低最为明显。随着预处理强度的增加,木片中的酸不溶和酸溶木素含量均逐渐减小,其中酸溶木素的减小趋势更加明显,这与水解液中酸溶木素的逐渐增加相吻合。通过激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)对稀酸预处理后杨木木片中木素分布的观察表明:稀酸预处理后,杨木木片中木素的含量及分布均发生改变。与空白样相比,稀酸预处理后木素溶出,随预处理程度的增加,次生壁中含木素区域的面积减少,次生壁和复合胞间层中木素大量流失且次生壁木素开始向表面迁移,沉积到表面,这可以通过SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X-射线光电子能谱)的研究结果进行证实;稀酸预处理可以提高杨木底物酶水解的效果。随稀酸预处理程度的增加,生物酶水解转化率增加。在酶水解时间48 h时,与空白样相比,强度因子3.38时的葡萄糖转化率提高了 68%。