中科院西雙版納熱帶植物園生物能源組的研究人員發現，高等真菌（主要是白色腐朽類）可在水解木材預處理過程中高效降解木質素，並對其工藝的技術整合、工程放大進行了論述和設計。這一成果可能有助於燃料乙醇的綠色高效生產。相關論文近日發表於國際期刊《生物燃料、生物產品和生物精煉》（Biofpr）。
纖維素水解後生成的葡萄糖是燃料乙醇和生物質冶煉工業最重要的原料。燃料乙醇目前被廣泛用於替代石化汽油產品，但傳統的發酵生產乙醇法要消耗大量糧食作物，引發糧食供應緊張和糧價上漲。
該研究組博士生田霄飛在接受《中國科學報》採訪時說，纖維素是地球上最為豐富的有機物之一，儲量約佔地球植物資源物質總量的33%，廣泛存在於木材、秸稈、棉花等生物質中，常見的用於燃料乙醇製備的非糧作（植）物有工業大麻、柳枝稷、芒草、柳樹、楊樹等。目前，美國等國已開始探索用木質纖維素生物質和其他非糧作物為原料生產燃料乙醇。
但是，天然的木質纖維素被高度聚合的木質素包裹，這阻礙了纖維素與水解催化劑的接觸，嚴重降低了反應效率。因此，在水解反應前，預處理是有效破壞木質素結構且膨化纖維素成分的必要步驟。
當前，常用於木質纖維素預處理的傳統手段存在著不足之處，如物理法能耗高，化學法會汙染環境，生物法效率低下，即使最有效的物理化學方法仍存在著設備要求較高、操作複雜等問題。近年來，廉價、高效、綠色的預處理技術受到全球學術界和工業界的關注。
研究表明，高等真菌，尤其是白色腐朽類，蘊藏著豐富的木質素氧化酶系，是自然界中高效降解木質素的生力軍。該組的研究人員使用版納植物園19種常見高等真菌的菌絲分離培養物處理柳樹木材。初步研究發現，經7種真菌處理後的木材酶水解率有明顯提高，且最大的提高了4.27倍。
以此為基礎，田霄飛在導師方真研究員的指導下，概述和總結了應用白腐真菌預處理的技術原理和應用現狀，並在該工藝的技術整合、過程優化、工程放大以及成本核算等方面進行了專門的論述與設計。他們的研究總結認為，白腐類真菌是一類在處理過程中具有良好應用前景的微生物。工業大規模使用白腐真菌，具有高通量、低成本的商業效益和綠色、低汙染的環境效益，是常規預處理技術的一種補充或替代。
田霄飛還告訴《中國科學報》，使用真菌處理生物質，在工業上成功的運用主要集中在蘑菇（食用菌）栽培料的預處理和造紙製漿脫色素領域；由於真菌生長緩慢，預處理周期太長，因此在木質纖維素預處理過程中尚未大規模應用，但前景可觀。（來源：中國科學報 閆潔）