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孙付保教授团队孙驰贺课题组在Journal of Colloid and Interface Science期刊上发表“甘油预处理过程中表面活性剂通过原位修饰木质素调整纤维素酶-木质素结合亲和力”的研究成果(一作为2022级张慧硕士生)

来源:新葡萄8883国际官网   张慧发布时间 :2025-04-18  点击量:

近期,我校新葡萄8883国际官网生物资源与生物炼制研究团队在表面活性剂修饰型预处理增效纤维质酶解作用方面取得重要进展,研究成果“Role of in-situ surfactant modification of lignin structure and surface properties during glycerol pretreatment in modulating cellulase-lignin binding affinities”正式发表于Journal of Colloid And Interface Science(一区, Top, IF 9.4)。

木质纤维素是自然界唯一的可再生碳基能源,预处理和酶解是其酶基生物炼制加工过程的关键性步骤。尽管表面活性剂是增强木质纤维素预处理的有效助剂,但预处理后底物中木质素明显减缓了对纤维素酶无效吸附的机理方面并不清楚。论文聚焦于研究表面活性剂辅助甘油有机溶剂预处理后木质素减缓纤维素酶无效吸附的机理。实验发现,表面活性剂修饰型木质素的确能显著降低对纤维素酶的无效吸附(5%~59%),分析认为,修饰型木质素脂肪族羟基、H单元和G单元羟基的变化与无效吸附有很强的相关性;表面活性剂修饰减少了木质素的表面积、孔径和孔体积,从而增加纤维素酶移向木质素的传质障碍。可见,表面活性剂对木质素理化结构的多重修饰是钝化其与酶相互作用的内在因素。基于模拟分析,与疏水和静电相互作用相比,氢键相互作用显著降低了修饰型木质素与纤维素酶之间的结合自由能(60.3%~86.5%)。总之,论文工作为研究预处理过程中木质素结构修饰与底物后续酶解时木质素抑制酶解的关系提供了新见解,这对有机溶剂预处理中靶向筛选和设计外源增强剂具有重要意义。

新葡萄8883国际官网孙付保教授和孙驰贺助理研究员为该论文的共同通讯作者,2022级硕士生张慧为第一作者。上述研究获得国家重点研发计划(2022YFC2104601)、国家自然科学基金 (2227818922478154)等资助。近年来,我校新葡萄8883国际官网孙付保教授团队主要致力于木质纤维原料的绿色生物加工制造研究方面并取得明显进展,相关成果陆续发表于Chemical Engineering Journal (2025, 507:160332; 2024, 481: 148713)Journal of Colloid and Interface Science (2025, 681: 404-415; 687: 786-800)Fuel (2025, 390: 134682)等本领域权威期刊。

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