半纤维素(木聚糖、甘露聚糖等)是植物细胞壁中的第二大多聚糖成分,它们和纤维素间有一种内在的关联性,在纤维素材料预处理过程和制浆造纸过程中,半纤维素和纤维素表面有极强的亲和力并且会产生不可逆的吸附作用。这种半纤维素对纤维素的吸附作用在木质纤维材料酶水解和制浆造纸工程中都有很重要的影响,但目前半纤维素吸附纤维素的吸附机理和酶降解性能的研究较少。因此,本论文通过半纤维素和纤维素间的吸附和酶水解、半纤维素结构表征等相关实验,系统地研究了半纤维素对纤维素的吸附作用及其对纤维素酶水解的影响,深入地探究了半纤维素吸附纤维素的吸附机理,并且探讨了吸附于纤维素表面半纤维素的酶降解特性,为纤维素材料高效酶降解和酶调控纸浆性能等方面实际应用提供一定理论支撑。研究结果表明:1、榉木木聚糖(BWX)结构为2,3-O-乙酰基4-O-甲基-α-D-葡萄糖醛酸木聚糖,燕麦木聚糖(OSX)结构为3-O-α-L-阿拉伯呋喃糖醛酸基木聚糖。直链甘露聚糖(mannan)是以D-甘露糖基组成的直链甘露聚糖,葡甘露聚糖(GM)为以D-吡喃葡萄糖基和β-1,4-D-甘露糖基组成的直链葡甘露聚糖,半乳甘露聚糖(Gal M)结构是以D-甘露糖为主链以D-半乳糖基为侧链的半乳甘露聚糖。玉米秸秆木聚糖(CS-xylan)结构为3-O-α-L-阿拉伯呋喃糖醛酸基木聚糖。2、木聚糖和甘露聚糖吸附Avicel后,纤维素酶水解效率明显降低,Avicel吸附木聚糖和甘露聚糖后水解6 h后葡萄糖得率相比于于空白葡萄糖得率约降低了1%-9%。由上述结果得出,半纤维素对纤维素的吸附作用可能会占据纤维素酶的活性位点和接触性,进而造成纤维素酶水解效率降低。3、本文进一步探究了半纤维素对纤维素的吸附特性及机理,结果表明,木聚糖、甘露聚糖对纤维素底物的吸附作用都随着添加量的增加而增强,OSX和mannan的吸附量比其他木聚糖和甘露聚糖高,BWX对Avicel/CS-DA以及OSX对Avicel的吸附作用都符合朗缪尔吸附等温线模型,BWX与Avicel的亲和力(43.42 m L/g Avicel)最强。BWX对纤维素的吸附作用随离子强度增强而增强,而离子强度对OSX的吸附作用几乎没有影响。当甘露聚糖添加量为5 mg/m L时,mannan吸附Avicel的吸附量(94.4 mg/g Avicel)比GM(65.7 mg/g Avicel)和Gal M(44.3 mg/g Avicel)的吸附量大。4、吸附于纤维素表面的木聚糖和甘露聚糖都能够被木聚糖酶、甘露聚糖酶降解掉,其中BWX降解率比OSX高,mannan降解率比GM和Gal M高,在纤维素酶中添加半纤维素酶同样能够不同程度地降解吸附于纤维素表面的半纤维素并促进纤维素酶水解。上述结果表明,半纤维素酶的添加对半纤维素的吸附作用有一定缓解作用,进而降低半纤维素吸附作用对纤维素酶水解的抑制作用,并对制浆造纸工程中酶调节纸张性能有一定理论支撑。