木质纤维素资源因具有来源丰富、可再生并可转化为多种化工产品等优点而备受瞩目。在木质纤维素的众多利用途径中,生物发酵法的反应条件温和、产物得率高、对设备要求低,是目前国内外研究的热点。该转化方法的关键步骤是将木质纤维素酶解为可发酵糖。目前的酶解工艺存在酶解液糖浓度过低、纤维素酶用量大等问题,严重影响木质纤维素利用的产业化。本论文旨在通过采用研究酶解过程、优化酶解工艺等手段,达到提高酶利用率、糖浓度,以及降低酶解成本的目标。　　 首先,建立了酶解液中纤维素酶活力快速测定方法。该方法采用超滤离心技术使水解糖与酶蛋白有效分离,通过测定上清中酶活力变化分析各种酶组分吸附-解吸附规律。实验发现应选择截留分子量为10 KDa的超滤膜,超滤离心管使用前用5％吐温-80进行钝化处理,且超滤过程需重复2次。将建立的方法用于处理酶解液模拟体系,可使葡萄糖的去除率达到98％以上,滤纸酶活(FPU)和β-葡萄糖苷酶酶活(CBU)的保留率分别达到92％和96％以上。最后以滤纸酶解液证明超滤离心法在处理实际酶解体系中完全可行。　　 其次,研究了汽爆秸秆、稀酸预处理秸秆和碱-汽爆联合预处理秸秆酶解过程中各酶组分的吸附规律。对基本酶解条件考察后确定了,酶解pH为4.8-5.0；FPU与CBU的最适比例为1:1。在以5％(w/v)的底物浓度,20 FPU+20 CBU/g底物的酶用量酶解三种底物时,β-葡萄糖苷酶的活力始终存在于酶解液的上清中,而内、外切葡聚糖酶酶活力在上清中会表现出先降低后增加的规律。酶解结束时,约有90％CBU和60％FPU存在于上清中。　　 再次,研究了两种提高酶利用率的方法。(一)酶固定法。本研究采用SiO2包附的Fe3O4纳米磁性颗粒作为β-葡萄糖苷酶的固定化载体。实验发现酶固定化过程的最优pH为5.0,初始酶蛋白浓度为2.0 mg/ml,磁性颗粒的最大载酶量约为40 mg/g。固定化后β-葡萄糖苷酶的温度耐受性在60℃时有明显提高,最佳pH由5.0移至5.5左右。将固定化β-葡萄糖苷酶应用到汽爆秸秆的酶解体系中,固定化酶可以实现快速回收和循环利用。(二)添加剂法。实验中比较了吐温-80、聚乙二醇4000、BSA对酶利用率的影响,发现吐温-80和聚乙二醇4000的效果要明显优于BSA,而且三种添加剂间没有明显的协同效应。其中,吐温-80对羧甲基纤维素的酶解没有促进作用,但是可使滤纸和微晶纤维素的酶解率提高24.9％和83.2％。分析发现吐温-80可以减少β-葡萄糖苷酶在纤维素底物上的非特异性吸附。吐温-80在高转速下可使纤维素的转化率由35％升至47％,分析发现吐温-80可以减弱内、外切葡聚糖酶在与底物相互作用中引起的失活。　　 最后,建立了高糖浓度、低酶用量的秸秆酶解工艺。本实验选用分批补料、分批补酶的工艺,初始底物浓度为12％,酶解12小时和24小时(36小时)后分别补料6％,同时补加10FPU/g底物的粗酶粉,经过60小时酶解,汽爆秸秆、稀酸预处理秸秆和碱处理汽爆秸秆酶解液中的葡萄糖浓度分别达到79.3g/L、91.3g/L、122.3g/L。与单批酶解相比,纤维素酶和β-葡萄糖苷酶用量分别下降了25％和50％。