近日，中國農業科學院麻類研究所農產品加工微生物創新團隊通過研究評估生物助劑對纖維原料酶解的影響，揭示了生物助劑輔助生物質酶解的作用機制，為木質纖維素生物質高效煉制提供了新思路。研究成果發表在《生物資源技術（Bioresource Technology）》上。
木質纖維素生物質精煉主要包括三個過程：預處理增加原料可消化性，酶解糖化釋放可發酵糖，微生物發酵生產目標產物。其中，酶解糖化是將碳水化合物轉化為可發酵糖的限速步驟，由于缺乏高效的產纖維素酶微生物，用酶成本高達纖維素乙醇總成本的20%?30%。
該研究評估了廉價生物助劑對纖維原料酶解的影響，顯示槐糖脂和乳清蛋白可有效促進堿預處理甘蔗渣酶解，且促進效果與底物含量呈正相關。科研人員進一步分析發現，生物質原料中半纖維素組分主要通過屏蔽纖維素的酶切位點阻止其水解，而木質素不僅對酶解產生空間位阻，還對纖維水解酶產生非生產性吸附。加入槐糖脂可降低木質素和酶之間的疏水和靜電作用力，將乳清蛋白與底物進行預孵育可阻斷木質素上吸附纖維水解酶的位點，從而減輕木質素對酶的非生產性吸附。此外，添加兩種生物助劑還可減輕酶解過程中高剪切力和溫度等誘導的酶失活，提高酶解效率。
該研究得到了中國農業科學院科技創新工程的資助。（通訊員：廖勇鳳）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125341
