如何實(shí)現(xiàn)玉米秸稈等農(nóng)林廢棄物中植物纖維素的高效利用，是破解農(nóng)林廢棄物“變廢為寶”難題、推動(dòng)清潔能源開發(fā)與綠色生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。8月26日，記者從陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所獲悉：該所農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)際科研力量，成功研發(fā)出一套“高效光驅(qū)動(dòng)纖維素酶催化降解體系”。這項(xiàng)能讓農(nóng)林廢棄物更高效“變廢為寶”的技術(shù)，為綠色生物制造提供了全新解決方案。

　　相關(guān)成果近日刊發(fā)在國(guó)際期刊《工業(yè)作物和產(chǎn)品》上。該研究由陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所辛東林博士與丹麥哥本哈根大學(xué)貝內(nèi)迪克特博士合作完成。

　　植物纖維素是我們身邊常見的“寶藏資源”，也是地球上儲(chǔ)量最豐富的可再生碳資源，玉米稈、麥秸、樹枝、落葉里都富含這種物質(zhì)。把纖維素高效轉(zhuǎn)化，用來生產(chǎn)清潔能源、綠色化學(xué)品，讓農(nóng)林廢棄物變成有價(jià)值的產(chǎn)業(yè)原料，對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)意義重大。

　　“近年來，科研界流行用光驅(qū)動(dòng)體系處理纖維素。簡(jiǎn)單說就是將‘裂解多糖單加氧酶(LPMO)’和類似葉綠素的‘光敏劑’配合，借助光的能量加速分解堅(jiān)硬的纖維素。”辛東林介紹，但是光驅(qū)動(dòng)體系和分解纖維素的“主力”纖維素酶配合時(shí)，總是“互相拖后腿”，要么效率上不去，要么成本降不下來，一直沒法大規(guī)模應(yīng)用到工廠生產(chǎn)中。

　　瞄準(zhǔn)這一難題，科研團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)解析了限制光驅(qū)動(dòng)LPMO與纖維素酶協(xié)同的關(guān)鍵因素，找到了“拖后腿”的關(guān)鍵原因，并針對(duì)這些限制因素，提出優(yōu)化方案，最終實(shí)現(xiàn)了光驅(qū)動(dòng)LPMO與纖維素酶的良性協(xié)同。在保證最終產(chǎn)糖率不變的前提下，纖維素酶用量減少了約50%。

　　“這意味著以后用農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，成本能大幅降低，效率還不打折扣。”辛東林進(jìn)一步解釋，“這項(xiàng)技術(shù)最直接的價(jià)值，是讓玉米稈、麥秸等農(nóng)林廢棄物的利用更高效。比如，以后處理這些廢棄物時(shí)，不用投入大量昂貴的酶，就能高效生產(chǎn)出可用于清潔能源、生物塑料等領(lǐng)域的原料，既解決了農(nóng)村秸稈焚燒污染問題，又能帶動(dòng)相關(guān)低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

　　該研究得到了陜西省科學(xué)院科技計(jì)劃、國(guó)家留學(xué)基金委等項(xiàng)目的資助。

　　(記者 張梅)