近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所農(nóng)產(chǎn)品加工微生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究評(píng)估生物助劑對(duì)纖維原料酶解的影響，揭示了生物助劑輔助生物質(zhì)酶解的作用機(jī)制，為木質(zhì)纖維素生物質(zhì)高效煉制提供了新思路。研究成果發(fā)表在《生物資源技術(shù)（Bioresource Technology）》上。
木質(zhì)纖維素生物質(zhì)精煉主要包括三個(gè)過(guò)程：預(yù)處理增加原料可消化性，酶解糖化釋放可發(fā)酵糖，微生物發(fā)酵生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物。其中，酶解糖化是將碳水化合物轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖的限速步驟，由于缺乏高效的產(chǎn)纖維素酶微生物，用酶成本高達(dá)纖維素乙醇總成本的20%?30%。
該研究評(píng)估了廉價(jià)生物助劑對(duì)纖維原料酶解的影響，顯示槐糖脂和乳清蛋白可有效促進(jìn)堿預(yù)處理甘蔗渣酶解，且促進(jìn)效果與底物含量呈正相關(guān)。科研人員進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)原料中半纖維素組分主要通過(guò)屏蔽纖維素的酶切位點(diǎn)阻止其水解，而木質(zhì)素不僅對(duì)酶解產(chǎn)生空間位阻，還對(duì)纖維水解酶產(chǎn)生非生產(chǎn)性吸附。加入槐糖脂可降低木質(zhì)素和酶之間的疏水和靜電作用力，將乳清蛋白與底物進(jìn)行預(yù)孵育可阻斷木質(zhì)素上吸附纖維水解酶的位點(diǎn)，從而減輕木質(zhì)素對(duì)酶的非生產(chǎn)性吸附。此外，添加兩種生物助劑還可減輕酶解過(guò)程中高剪切力和溫度等誘導(dǎo)的酶失活，提高酶解效率。
該研究得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資助。（通訊員：廖勇鳳）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125341
