木质素是木质素纤维材料的主要组成部分之一,木质素的存在会减低木质纤维降解酶对底物可及度及水解效率,因此,研究木质素在酶水解中的作用可为高效利用木质纤维材料制取生物液体燃料及其它高值化学品提供理论依据。本论文以不同来源的木质纤维材料等为原料,研究了木质素含量对酶水解的影响,探讨了不同剂量的纤维素酶和木聚糖酶在木质素上的吸附规律,考察了吸附在木质素表面的纤维素酶和木聚糖酶(木质素-酶复合物)的水解特性。研究表明,木质素的含量与预处理后的玉米秸秆各部分水解效率呈负相关,以玉米茎皮为例,氨水预处理有效去除玉米茎皮的木质素后,玉米茎皮的水解效率显著提高,氨水预处理24 h的玉米茎皮水解得率增加了 45%。X射线衍射和扫描电子显微的结果表明,氨水预处理增加了底物的孔隙度、降低了底物的结晶度,从而增加了底物对酶的可及度,提高了水解效率。添加木质素对纤维素酶及木聚糖酶水解都有明显的抑制作用,10 mg/g底物的木质素对纤维素酶水解Avicel的抑制率为34%,表明木质素降低了纤维素酶水解活性。研究发现,木质素对纤维素酶及木聚糖酶有良好的吸附性能,被木质素吸附的纤维素酶仍然能水解微晶纤维素和玉米秸秆中的纤维素;被木质素吸附的木聚糖酶仍然能水解纯木聚糖和玉米秸秆中的木聚糖。而且,随着木质素添加量的增加,吸附在木质素上的酶量也相应增加,说明木质素对酶的吸附与酶的添加量有关。不同来源或制备方式获得的木质素吸附酶的能力有明显差异,不同种类的酶在相同木质素表面的吸附情况也有较明显差异。在木质素添加量为1%,酶添加量为4 mg/ml的条件下,Celluclast 1.5L在酸处理的玉米秸秆表面的吸附量为41.1 mg/g木质素,Novozyme 188在玉米秸秆木质素表面的吸附量为47.8 mg/g木质素;TaXyl在酶处理的木质素表面的吸附量为80.4 mg/g木质素,在酸制备的木质素表面的吸附量为57.3 mg/g木质素,在小麦秸秆表面的吸附量为47.4mg/g木质素。水解结果表明,被吸附在木质素表面的纤维素酶或木聚糖酶的量与水解获得的还原糖浓度呈明显的线性关系。木质素对纤维素酶和木聚糖酶水解能力有抑制作用,会影响水解得率。木质纤维材料预处理后残留的木质素会吸附木质纤维降解酶导致其水解活性的损失,降低酶水解效率。因此,采用高效预处理技术去除木质纤维材料中的木质素对提高酶水解效率和得率有重要的意义。本研究进一步探明了木质素对酶分子的作用及对水解的影响,研究成果可为高效的预处理技术及酶制剂的开发提供思路,为高效酶水解技术的建立提供理论依据。