木薯渣超低酸预处理后的酶水解及乙醇发酵

李富强，彭叶灿，郝加稳，曾灵玉，周敬红，阎欲晓*

（1.广西大学 轻工与食品工程学院，广西 南宁 530004；2.广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室，广西 南宁 530004；3.广西大学 生命科学与技术学院，广西 南宁 530004）

随着地球上不可再生资源的日益枯竭以及化石燃料的应用对环境所造成的污染，利用农林废弃物等生物质生产燃料乙醇具有积极意义[1-2]。广西木薯种植面积、产量占全国总产量60%以上，位居全国第一。广西木薯淀粉加工厂每年生产淀粉约50 万吨，产生湿木薯渣（Cassava Residue,CR）约100 万吨[3]，木薯渣中含有大量的淀粉、纤维素、半纤维素和少量的木素[4]，其组分满足木质纤维素生物质精炼燃料乙醇的要求。木质纤维素类生物质生产燃料乙醇过程包括预处理、酶解、水解液发酵及产品的分离等过程[5]。理想的预处理能够提高酶解效率，降低生产成本[6-7]。目前常见的预处理工艺有水热预处理、稀酸预处理、蒸汽爆破预处理、弱碱性亚硫酸盐预处理等[8-9]。

酸预处理工艺是用于破坏木质纤维素基质最常用的技术[10]。由于木薯渣中含有的木质素较少，因此无需进行复杂且耗能大的预处理，使用超低浓度的酸即超低酸（Ultra-Low-Acid，ULA）预处理木薯渣应该是可行的。文献报道[11-13]，利用0.01%～0.14%（w/w）H2SO4预处理生物质，不仅能获得较高的糖得率而且会减少单糖向发酵抑制物的转化生成，还具有对设备要求低、环境污染小、后期预处理液处理简单等优点。

木质纤维素乙醇发酵生产成本过高的原因之一在于纤维素酶高昂的价格[14]，酶的成本占纤维素乙醇生产成本的40%～50%，因此回收及重复利用纤维素酶对于提高木质纤维素酶解效率，降低纤维素乙醇生产成本具有重要意义。……