本报讯 (记者 张梅) 如何实现玉米秸秆等农林废弃物中植物纤维素的高效利用,是破解农林废弃物“变废为宝”难题、推动清洁能源开发与绿色生物制造产业发展的关键所在。8月26日,记者从陕西省生物农业研究所获悉:该所农业生物技术研究中心团队联合国际科研力量,成功研发出一套“高效光驱动纤维素酶催化降解体系”。这项能让农林废弃物更高效“变废为宝”的技术,为绿色生物制造提供了全新解决方案。

相关成果近日刊发在国际期刊《工业作物和产品》上。该研究由陕西省生物农业研究所辛东林博士与丹麦哥本哈根大学贝内迪克特博士合作完成。

植物纤维素是我们身边常见的“宝藏资源”,也是地球上储量最丰富的可再生碳资源,玉米秆、麦秸、树枝、落叶里都富含这种物质。把纤维素高效转化,用来生产清洁能源、绿色化学品,让农林废弃物变成有价值的产业原料,对发展低碳经济意义重大。

“近年来,科研界流行用光驱动体系处理纤维素。简单说就是将‘裂解多糖单加氧酶(LPMO)’和类似叶绿素的‘光敏剂’配合,借助光的能量加速分解坚硬的纤维素。”辛东林介绍,但是光驱动体系和分解纤维素的“主力”纤维素酶配合时,总是“互相拖后腿”,要么效率上不去,要么成本降不下来,一直没法大规模应用到工厂生产中。

瞄准这一难题,科研团队系统解析了限制光驱动LPMO与纤维素酶协同的关键因素,找到了“拖后腿”的关键原因,并针对这些限制因素,提出优化方案,最终实现了光驱动LPMO与纤维素酶的良性协同。在保证最终产糖率不变的前提下,纤维素酶用量减少了约50%。

“这意味着以后用农林废弃物生产产品时,成本能大幅降低,效率还不打折扣。”辛东林进一步解释,“这项技术最直接的价值,是让玉米秆、麦秸等农林废弃物的利用更高效。比如,以后处理这些废弃物时,不用投入大量昂贵的酶,就能高效生产出可用于清洁能源、生物塑料等领域的原料,既解决了农村秸秆焚烧污染问题,又能带动相关低碳产业发展。”

该研究得到了陕西省科学院科技计划、国家留学基金委等项目的资助。