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发酵工业是国民经济的支柱产业之一,发酵产品涉及的领域越来越广。由于发酵的原料主要来自于粮食作物或富含糖类的植物,发酵工业的发展受到粮食价格和国家政策等多重因素的影响。因此,寻找一种来源广泛、价格低廉的原料替代传统的发酵原料对发酵工业的发展起到决定性作用。生物质是一类可再生、产量高、成本低的自然资源,但是其利用率不高。利用木质生物质中丰富的碳水化合物生产可发酵糖是生物质资源开发利用的一条重要途径。将可发酵糖用于发酵对解决发酵工业原料供应、降低发酵成本具有重要意义。目前,基于纤维素酶水解的可发酵糖的高效生产引起各国政府和国内外研究者的广泛关注。然而,天然木质生物质结构致密,酶难以起到有效的水解作用,需引入化学预处理打破其结构。当前预处理方法存在酸性介质腐蚀设备、难以回收利用和预处理固体基质酶解效率不高等问题。本论文针对这些不足,以毛竹为原料,考察无酸催化的热水和醇/水预处理对毛竹物理化学特性和酶水解的影响;开发低浓度醇/水预处理方法以降低木素缩合和沉积对酶解的影响;首次提出利用大豆蛋白屏蔽木素,强化酶解过程,从而提高纤维素酶的利用效率和降低酶成本。论文研究了热水预处理(Liquid Hot Water，LHW)对毛竹物理化学特性和纤维素酶解的影响。结果表明,LHW预处理能有效地促进半纤维素水解,增大纤维素酶与固体基质接触面积;木素在LHW预处理中的移除不明显,移除率最高仅为20%,而且随着预处理剧烈程度(以P因子表示)的提高,木素或假木素在固体基质表面沉积越来越严重,严重阻碍了酶解效率的提高。分别利用高沸醇/水和低沸醇/水处理竹材,在与LHW对比的基础上,比较不同预处理固体基质物理化学特性和酶解效率,并对无酸催化的醇/水预处理工艺进行优化。与LHW比较而言,首先,低比例的醇/水预处理也能有效地溶解半纤维素,使固体基质形成一定的孔隙结构;其次,醇/水预处理能减少木素或假木素在竹片表面的沉积,有效提高酶的利用效率,当P因子为3432 h时,高沸醇/水预处理固体基质的纤维素酶水解转化率(Substrate Enzymatic Digestibility，SED)比 LHW 高 46%。当液固比为6 mL/g时,1,4-丁二醇/水预处理较优的工艺条件为预处理时间45 min,温度200℃,1,4-丁二醇浓度10%,此时SED达到92%,葡萄糖得率(Glucose Yield,GY)达到82%。相同液固比,乙醇/水预处理较优的工艺条件为液固比6 mL/g,时间60min,温度200℃,乙醇浓度10%,此时SED达到100%,GY达到 84%。首次发现大豆蛋白(Defatted Soybean Protein,DSP)能有效地屏蔽残余木素,提高纤维素酶的利用效率。当DSP用量为160mg/g固体基质时,达到相同的SED时,酶用量仅为未添加DSP时的1/4。与传统的添加物相比,DSP能快速提高酶解速率,而且对不同特性底物的酶解都有较好的促进作用。