近日，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室竹子研究團(tuán)隊(duì)與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)能團(tuán)隊(duì)等合作，在能源領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《Renewable Energy》（IF=6.274），在線(xiàn)發(fā)表了最新研究成果“Combined steam explosion and optimized green-liquor pretreatments are effective for complete saccharification to maximize bioethanol production by reducing lignocellulose recalcitrance in one-year-old bamboo”。該研究以不同年齡的竹材為材料，結(jié)合兩步“綠色”預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)1年生竹材（實(shí)際年齡僅2個(gè)月）能夠在較溫和的條件下完全降解，為竹細(xì)胞壁的綜合利用提供了技術(shù)支持。
竹子作為一種多年生速生植物，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，生物質(zhì)產(chǎn)量大；毛竹作為生長(zhǎng)最快的竹種之一，纖維素含量高，非常適合做生物乙醇的原料，可替代部分化石能源。原則上，木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化生物乙醇需要三個(gè)主要步驟：物理和化學(xué)預(yù)處理，纖維素酶解糖化，以及生物乙醇的微生物發(fā)酵；但木質(zhì)纖維素的頑抗性增加了轉(zhuǎn)化成本，制約了木質(zhì)纖維乙醇的發(fā)展。
該研究通過(guò)分析不同年齡毛竹樣品細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的差異，先進(jìn)行蒸汽爆破預(yù)處理（SE），再通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化綠液預(yù)處理（GL）條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)結(jié)合兩步預(yù)處理方式能夠有效地去除木質(zhì)素和半纖維素，去除率分別達(dá)到86%和77%；研究表明通過(guò)汽爆預(yù)處理能夠先去除大部分半纖維素，綠液預(yù)處理進(jìn)一步去除木質(zhì)素，最終導(dǎo)致纖維素的聚合度下降，半纖維素分支度（Xyl/Ara）增加，纖維素可及性增加，乙醇產(chǎn)率達(dá)到20.3%（%干物重）。該研究通過(guò)闡明蒸汽爆破和最佳綠液預(yù)處理組合顯著改良木質(zhì)纖維素，來(lái)闡明為什么在1年生竹材中可以獲得最大的生物乙醇產(chǎn)量，為竹子等富含木質(zhì)素的生物能源植物提供了一種高效的生物質(zhì)加工技術(shù)，并為竹林的超短輪伐經(jīng)營(yíng)提供了技術(shù)支撐。
此項(xiàng)研究成果由國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室竹子研究團(tuán)隊(duì)與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)合作完成，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生高海榮為第一作者、彭良才教授為合作作者，我校國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林新春教授為通訊作者。該研究得到了教育部、科技部國(guó)家創(chuàng)新引智基地等項(xiàng)目資助。
（國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
浙ICP備11046845號(hào)-1 浙公網(wǎng)安備33018502001115號(hào) 