木质纤维素是一种可以大量获取、经济有效的生物质原料,其生物转化的主要限速步骤在于酶解底物为单糖或低聚糖。由于细胞壁结构的复杂性及其生物学功能的多样性,阐明酶解糖化中的抑制因素还存在技术性困难。本文在对乌拉草原料进行稀酸预处理的研究基础上,构建了一种简化的木质纤维素底物模型——木质素-纤维素薄膜。该薄膜可以提供高密度、均匀的介质,而且可以控制各组分的含量、组成及分布。借助高效液相色谱、扫描电镜、原子力显微镜、压汞测孔隙率等检测手段,重点分析了稀硫酸预处理、长链脂肪醇添加物及木质素含量在酶解中的作用,得到的具体结论如下：1、稀酸预处理可以提高木质纤维素的酶解效率：稀硫酸预处理可使乌拉草中的酸可溶性盐、无定形纤维素和半纤维素溶出,从而提高纤维素含量,但并不能充分破坏纤维素的结晶结构,也没有对木质素的含量和结构产生严重影响。其中,半纤维素的溶出受温度影响,在80℃-160℃下处理1 h,原料中半纤维素的降解率仅为6.79%-28.00%,当预处理温度升高至180℃时,半纤维素的降解率突增至54.74%；此外,半纤维素的降解率还受到预处理时间的影响,0.5 h、160℃预处理对半纤维素含量几乎没有影响,但当预处理时间增加至2 h,半纤维素的降解率可达到78.59%。2、长链脂肪醇可用作纤维素酶解的活化剂：C8、C16、C18脂肪醇均可有效促进纤维素(特别是结晶纤维素)的酶解,当有木质素存在时,促进作用更显著；长链脂肪醇异构体的空间位阻越大,促进作用越弱。这主要是因为长链脂肪醇可以疏水作用或氢键作用吸附到木质素上,减少纤维素酶在木质素上的无效吸附,空间位阻越大,其对木质素的吸附越弱,对酶解的促进作用也就越弱。此外,固体脂肪醇因可重复利用,作为酶解促进剂更有优势。3、木质素在木质纤维素酶解中的作用与其含量相关：2.00%-8.00%的木质素／纤维素比例能将酶解效率提高6.3%到11.5%；10.00%-25.00%的木质素／纤维素抑制木质素-纤维素薄膜的酶解；2.00%-8.00%的木质素／纤维素能促进酶解,是因为低含量的木质素可以改变薄膜的结构,提高薄膜的粗糙度和孔隙率；10.00%-25.00%的木质素/纤维素抑制木质素-纤维素薄膜的酶解,这种抑制作用可能是大量木质素与纤维素酶非特异性结合导致纤维素酶失活造成的。