上世纪 70 年代我国不少科研单位研究利用 粗纤维农副产品下脚料生产饲料多选用绿色木霉 菌制成固体或液体曲进行酶解粗纤维以提高其营 养效价，轻工业部甘蔗糖业科学研究所与中山糖 厂协作利用蔗渣加滤泥为原料已进行到日产 6 t 养草鱼的颗料饲料。但未有再扩大生产的原因， 仍是绿色木霉酶活尚低，固体曲用量较多，而制 固体曲机械化程度低、耗劳力，大而未实现工业 化。美国普度大学曹祖宁博士等从事这方面研究 多年，也是碰到类似问题。近年美国洛斯阿拉莫 斯国家实验所与丹麦诺维信公司合作开展里氏木 霉菌基因组序列数据研究，人们从事这项工作的 学者认为里氏木霉基因组中包含的信息有将有助 于人们更好地了解这一生物体高效降解纤维素以 及大量分泌所需酶的机理，以培育增强型降解纤 维素的里氏木霉菌株用于工业用酶，故是提高工 效和降低生产成本的有效途径。

据来自美国得克萨斯大学的研究报告宣称： 该校科学家从擅产纤维素的醋酸菌属的细菌中分 离得到的纤维素生产基因转入蓝绿藻（一种具叶 绿因子，可生长在无机盐类的废水中，利用阳光 进行光合作用和固定氮作用产生碳水化合物能源 的真菌）的基因中，最终获得能产生没有木质素 包围的纯纤维素的新菌株。这个经基因改造的新 菌株所产生的纯纤维素类似棉花纤维那样，含较 高纯度的纤维素，不同于植物粗纤维结构，木质 素能使茎杆具强度，而不易倒伏。因为植物生长 需要有一定株高，以再分枝来多长能吸收阳光的 含叶绿素的叶片，为此植物的茎株需要木质素与 纤维素紧绕在一起才能具一定硬度使植物挺直。 但蓝绿藻在水中繁殖为细小的絮状菌体，其产生 的纤维素不需木质素来支撑。故没有生理的需求 而不产生木质素。一般植物的农副产品废料如秸 秆、甘蔗渣等的纤维因被木质素缠绕和包围，难 以被纤维素酶分解为葡萄糖作生产酒精的原料， 而需要较复杂和成本较高的化学、物理或微生物 预处理方法，蓝绿藻产生的纤维则不需要预处理 较容易水解变单糖，所以用它作生产燃料酒精的 原料比秸秆作原料流程简单、成本降低。据该校 研究者称：由于繁殖蓝藻只需室外水池靠阳光摄 取营养；在一般日照条件下，用一半的生产面积 就能够生产与玉米或其他谷物生产等量的酒精； 如果用实验室的光照生物反应器（较强的光照） 来培养蓝绿藻，则潜能将提高 17 倍之多，折算土 地需用量只是种玉米土地需用量的 3.5％。不失为高效、经济的方法。

蔗渣或其他秸秆、玉米芯等粗纤维原料其化 学成分主要含半纤维素，纤维素和木质素。

这 3 种成分的物理结构则较复杂、稳定。其 结构分 3 层次：即胞间壁、初生壁和次生壁；胞 间壁由木质素和糖尾酸组成，含纤维素极少；初 生壁由纤维素和木质素胶着一起，结成一层木质 化薄层较难润涨；次生壁含纤维素比初生壁多， 虽木质素较少；但次生壁内纤维素与其他成分聚 结成束，构成“微纤维” 。用 x 光衍射仪观察微纤 维。内又分“结晶区”和“无定形区”两种不同 结构， “结晶区”结构紧密，不易渗入。木质素虽 然对纤维素分解物质（如酶等）反应没有阻碍作 用，但它阻止纤维素分解物对纤维素的作用，因 此人们不得借助化学的、 物理的方法进行预处理， 使纤维素与木质素、半纤维素等分离开；使纤维 素内部氢键打开，使结晶区的纤维素成为无定型 纤维素，以及进一步打断部分 β—1.4—糖苷健， 降低聚合度。 在近 30 年全球科研工作者进行过的 预处理方法有如下几种^[3]。

(1)美国国家再生能源实验室（NREL）研究用 玉米秆为原料，技术路线是稀酸水解半纤维素， 后用酶（纤维素酶）水解纤维素，水解糖液酵母 发酵乙醇， 预计 2010 年建成年产 20 万 m³乙醇厂， 投资 1.97 美元，其中总装备费 1.137 亿美元，目 标 1.07 美元/美加仑乙醇(1 美加仑=3.84L，即 0.28 美元/L 折人民币约每升不到 2 元)。

美政府资助 Novogyme 和 Genencor两家酶制 剂公司，提高酶活以降低酶法成本，目标是：三 年成本在 NREL 实验样试验达到减少 10 倍，该项 补助金由 NREL 付出为 1700 万美元。

(2)加拿大 Ecpulp 工艺。 加拿大 Lignot 公司 与澳大利亚 SRI 合作以蔗渣为原料建立中试装 备，特点是：

用有机溶剂—乙醇在 185℃， 2.5 MPa(25bars) 压力下蒸煮脱木质素及半纤维素，蒸煮后脱水的 净纤维浆料， 可以再水解获得六碳糖发酵制乙醇， 或用此净纤维浆制纸。

用有机溶剂乙醇溶解木质素，能使木质素没 有过度破坏而保持其活性状态，而更好利用生产 高附加值产品。

除木质素和半纤维素后的浆料，更适合制高 质量纸或更利于水解变糖。

(3)巴西 Dedini 快速水解(DHR)方法^[7]。由巴 西 Dedini,copersugar(联产糖—乙醇工厂)合作并 出资研究，已建成 5m³/日蔗渣快速水解中试工厂。

工艺为以乙醇—水的混合物作为溶剂：加稀 硫酸 0.1％～0.25％作反应催化剂，在 170～185 ℃，20～25 kg/cm²的条件下，在水解锅煮 10～ 12 min 后，总还原糖转化率为 59％，水解液含糖 80g/L（该水解锅能力为 20 kg/h 粗蔗渣）再用酵 母转化为乙醇，乙醇连续发酵罐为 10 L。中试产 率：1 t50%蔗渣产乙醇约 100 L，成本 247.4 美 元/m³乙醇。

(4)美国研发纤维素乙醇时， 引进一种十分粗 生的柳枝稷（干草类作物） ，它生命力极顽强，生 长迅速，然而这种植物过去被认为野草，有害其 它经济作物生长，故被多国研究人员认为是“攻 击性”植物，此法并不可取。

(1)吉林轻工业设计研究院(内有联合国援华 玉米深加工研究中心)吉林沱牌农产品开发公司 与丹麦瑞速国家实验室合作研究“玉米秆湿氧化 预处理生产乙醇”2003 年开始，2005 年阶段性鉴 定，规模为 10L 发酵罐，阶段性试验结果；在实 验室条件下，玉米秆经湿氧化预处理后纤维素得 率 78.2％～83.6％，酶水解后酶解率 86.4％；糖 转化为乙醇产率 48.2％。在只利用六碳糖的情况 下（即五碳糖尚未利用） ，7.88 t 玉米秆产 1 t 乙醇。在 10 L 全自动发酵罐发酵乙醇，发酵时间 62 h,酒精度 6.2％(V/V)

另一试验方法为混合酶及汽爆法。

(2)上海华东理工大学能源化工系， 承担国家 863 项目的“农林废弃物制取燃料乙醇技术”研 究，据称近年已进入工业性试验阶段。该 863 项 目国家拨款 1700 万元，专用于“生物质废弃物制 取燃料乙醇”技术项目的工业性试验，已建成年 产燃料乙醇 600 t 的示范工厂。在“十一五”期 间， 将进一步扩大规模， 达到年产燃料乙醇3000～ 6000 t。同时还将围绕降低成本和规模化生产展 开研究，使其在经济上更具有竞争力。

(3)河北农业大学食品科技学院实验室研究 用 CO₂ 爆破法对纤维物质（玉米芯）预处理后用 稀酸水解半纤维素，然后用酶法水解纤维素转化 为单糖发酵乙醇。

(4)江南大学生物工程系，实验室试验：玉米 芯先浓酸后稀酸水解得糖率：81％，石灰中和后， 接种酵母发酵乙醇，题为“酸两步水解法” 。

(5)山东大学微生物技术国家重点实验室开 展“纤维素原料转化乙醇关键技术”研究。对预 处理方法曾试验酸水解工艺、蒸汽爆破、低温氨 爆破等方法，对纤维素酶高产菌的筛选和诱变育 种、用基因手段提高产酶量或改进酶系组成、纤 维素酶生产技术、天然废物利用策略等研究。