近日，國家重點實驗室竹子研究團隊與華中農業大學生物質能團隊等合作，在能源領域國際知名期刊《Renewable Energy》（IF=6.274），在線發表了最新研究成果“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，結合兩步“綠色”預處理，發現1年生竹材（實際年齡僅2個月）能夠在較溫和的條件下完全降解，為竹細胞壁的綜合利用提供了技術支持。
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，生物質產量大；毛竹作為生長最快的竹種之一，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，木質纖維素轉化生物乙醇需要三個主要步驟：物理和化學預處理，纖維素酶解糖化，以及生物乙醇的微生物發酵；但木質纖維素的頑抗性增加了轉化成本，制約了木質纖維乙醇的發展。
該研究通過分析不同年齡毛竹樣品細胞壁結構的差異，先進行蒸汽爆破預處理（SE），再通過響應面優化綠液預處理（GL）條件，結果發現結合兩步預處理方式能夠有效地去除木質素和半纖維素，去除率分別達到86%和77%；研究表明通過汽爆預處理能夠先去除大部分半纖維素，綠液預處理進一步去除木質素，最終導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，乙醇產率達到20.3%（%干物重）。該研究通過闡明蒸汽爆破和最佳綠液預處理組合顯著改良木質纖維素，來闡明為什么在1年生竹材中可以獲得最大的生物乙醇產量，為竹子等富含木質素的生物能源植物提供了一種高效的生物質加工技術，并為竹林的超短輪伐經營提供了技術支撐。
此項研究成果由國家重點實驗室竹子研究團隊與華中農業大學等研究團隊合作完成，華中農業大學博士研究生高海榮為第一作者、彭良才教授為合作作者，我校國家重點實驗室林新春教授為通訊作者。該研究得到了教育部、科技部國家創新引智基地等項目資助。
（國家重點實驗室）
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