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随着化石能源的日益枯竭,通过绿色工艺充分利用生物质资源,成为了人类可持续发展的必然要求,也成为了一个研究和投资热点。木聚糖是构成植物细胞壁结构的一种主要多糖,同时木聚糖也是自然界中储量最大的半纤维素,广泛存在于玉米芯、麦秆、甘蔗渣、刨花等农林业废弃物中。它可以通过糖平台转化成糠醛、木糖醇等化学品和生物燃料。本文以国内产量大、价格低的玉米芯作为酶解底物,研究了木质素磺酸钠(SXSL),长链脂肪醇(LFAs)和非离子表面活性剂(PEG 4600、NPE)对木聚糖酶解效率的影响。采用石英晶体微天平(QCM-D)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)探讨了酶解助剂对木聚糖酶在纤维素和木质素上无效吸附的影响以及酶解助剂强化木聚糖酶解的作用机理。本文还提出了一种利用木质素磺酸钠和纤维素酶显著强化玉米芯中木聚糖酶解的方法。研究结果如下:1.SXSL、LFAs、PEG4600和NPE都能促进木聚糖的酶解,而且SXSL和LFAs复配对强化木聚糖酶解具有协同作用。四种酶解助剂对于缓冲液pH的变化都有较好的适应性,缓冲液pH在4.0-6.0的范围内,四种酶解助剂均能强化木聚糖的酶解。SXSL对木聚糖酶解的强化作用会随用量或者酶载量的增加而增强,LFAs、PEG4600和NPE在高酶载量情况下对木聚糖酶解的强化作用也会更强。2.玉米芯中的纤维素和木质素可以吸附部分木聚糖酶,而且还会通过空间阻碍作用降低木聚糖的可及性,抑制木聚糖的酶解,其中纤维素对木聚糖酶解的抑制作用强于木质素的抑制作用。在纯木聚糖底物中添加纤维素和木质素后,木聚糖的酶解率从48.3%分别下降到30.1%和37.0%。SXSL和LFAs可以减少纤维素和木质素对木聚糖酶解的抑制作用,且二者复配可以进一步促进木聚糖的酶解。SXSL可以显著减少木聚糖酶在木质素上的无效吸附。3.添加纤维素酶可以有效地水解玉米芯中的纤维素,破坏玉米芯的细胞壁结构,增强酶解助剂对玉米芯酶解的强化作用,使玉米芯中纤维素和木聚糖的酶解率都得到了显著地提高。5 g/L的SXSL和0.01%(v/v)的正癸醇复配后可将玉米芯中木聚糖的酶解率从59.4%提高到73.7%,与未添加纤维素酶和酶解助剂的玉米芯相比,木聚糖的酶解率提高了30.7%。同时将玉米芯中纤维素的酶解率从45.8%提高到62.3%。