稻草秸稈預處理及其糖化效果研究進展

中圖分類號：TS721+.3 文獻標識碼：A DOI：10.11981/j. issn. 1000-6842.2025.01.29

農業廢棄物（小麥秸稈、稻草秸稈等）和森林殘余物是重要的可再生木質纖維資源[1]，其富含的碳水化合物和木質素大多可以轉化為不同形式的高附加值產品（如生物燃料、酸、醛等）[2-3]，在緩解能源壓力和可持續發展方面具有廣闊的應用前景。其中，稻草秸稈因其較高的多糖含量而被認為是重要的生物質資源[4。水稻作為世界上產量第3的糧食作物，每年約產生9.75億t稻草秸稈[5]。盡管稻草秸稈可用作制漿造紙工業原料，但稻草秸稈收集、運輸成本高且制漿得率低，特別是其較高的灰分含量，給制漿造紙的生產過程帶來了較大的困難，一定程度上限制稻草秸稈的廣泛應用[6。目前，僅有約 20% 稻草秸稈得到有效利用，造成嚴重的資源浪費[7]。

稻草秸稈主要由纖維素（ 35%～45% 、半纖維素（204號 （20%～25% ）和木質素（ 15%～20% ）3大組分組成[8]，其中 60% 多聚糖（葡聚糖和木聚糖）易水解為可發酵的還原糖[4，9]。因此，利用稻草秸稈進行生物質精煉，不僅可以保證稻草秸稈的安全處理，還可以生產高價值商業產品，從而實現“變廢為寶”的環保理念。然而，稻草秸稈內部各種組分相互交錯纏結，形成的復雜網絡使3大組分難以分離。同時，利用纖維素酶進行酶水解時，木質素與纖維素酶之間的非生產性吸附進一步阻礙了纖維素酶與纖維素的接觸，使纖維素的酶水解效率較低[10]。此外，高含量的硅和灰分使稻草秸稈具有一定的化學頑抗性，且酶水解后獲得的還原糖溶液中含有大量雜質[1]，為稻草秸稈生物質精煉的產業化帶來一定困難。綜上所述，稻草秸稈復雜的網絡結構和組成決定了其酶水解糖化前必須進行預處理。本文將綜述稻草秸稈不同預處理方法的作用機理和優缺點，探討不同預處理方法在改善稻草理化性質和提高酶可及性方面的作用效果，并介紹酸水解和酶水解2種糖化方法，對稻草秸稈預處理技術的發展進行總結和展望。

1稻草秸稈預處理增效糖化方法

稻草秸稈預處理是克服其頑抗性的重要技術手段。合適的預處理方法應在去除木質素的同時保留半纖維素和纖維素，并最大限度地減少能耗和化學品用量，獲得更高的還原糖產量，提高稻草秸稈生物質精煉效率[12]。預處理方法主要包括物理法、化學法和生物法等。圖1為稻草秸稈生產多種高值化學品和生物燃料的示意圖。

1. 1 物理法預處理

1.1.1機械粉碎法

機械粉碎法是通過剪切、擠壓等外力改變原料形狀和尺寸的方法。隨著尺寸的減小，生物質原料的比表面積、孔隙率及結晶度也會發生變化[14]。Yeh等[15]研究了纖維素粒徑對纖維素酶水解的影響。通過半批量式研磨機將纖維素粒徑減小至0.78～um ，研磨后的纖維素再用纖維素酶水解 。結果顯示，纖維二糖的生產速率增加了5倍，葡萄糖產率達 60% 。Ji等[16]發現組織尺度的機械碎裂降低了稻草的粒徑，但未顯著改變其結晶度，酶水解后葡萄糖得率僅從28.75% 增加至 35.29% 。Hideno等[17]分別采用干磨法和濕磨法預處理稻草秸稈，當將其碎片化至細胞尺度時，具有最佳的酶水解效率和最高的糖產量，葡萄糖產率分別提高至 78.5% 和 89.4% 。機械粉碎法的主要缺點是不能除去木質素和灰分，糖化效率提升有限。通常需結合其他預處理技術，如化學法和生物法，進一步提高可發酵糖的產量。

1.1.2蒸汽爆破法

蒸汽爆破（SE）預處理以高壓飽和蒸汽為介質，破壞稻草秸稈的致密結構，通過突然釋壓形成的剪應力斷裂各組分的糖苷鍵和氫鍵，產生具有多孔結構的酶水解糖化底物，從而增加纖維素酶與底物的接觸面積[18]。Zhou等[19]發現SE預處理可以改變稻草秸稈的理化特性。在高溫高壓下，稻草秸稈中纖維素的結構發生了重排，部分無定形區轉變為結晶區。Sharma等[20]在 下對稻草秸稈進行 10min 的SE預處理，將預處理后的底物進行酶水解，最大糖收率為 86% 。水解液中糖的釋放主要來自半纖維素降解的木糖，以及纖維素降解的葡萄糖。然而，SE預處理會導致糖化抑制劑的形成，如來自木糖的糠醛和來自葡萄糖的羥甲基糠醛（HMF）。Maha等[2i]利用堿萃取/SE預處理稻草秸稈，并對所得底物進行酶水解糖化；與單獨SE預處理相比，獲得的葡萄糖液濃度從 28.9g/L 提高至 58.4g/L ，這是由于木質素對酶的吸附作用被顯著消除，且單糖的降解程度降低。酸/堿萃取和SE預處理的組合處理，不僅降低了SE預處理的強度和化學藥品的用量，還減少了糖化抑制劑的產生，降低了能耗。

1. 1.3 水熱法

水熱預處理是一種不需要添加催化劑或化學試劑的綠色技術，其流程如圖2所示。在高溫下，水產生的 作為催化劑可滲透到生物質深層結構中，促進半纖維素乙酰基裂解[22]，但同時也會導致糖降解和其他水溶性產物形成，如可溶性糖（木聚糖）、呋喃衍生物（糠醛）、有機酸（乙酸、甲酸）和酚類化合物等[23]。Sasaki等[24]利用水熱預處理稻草秸稈，通過納濾回收低聚糖、超濾去除高分子質量的發酵抑制劑，回收滲透出的單糖，得到質量濃度 的葡萄糖液。Wang等[25]以KOH協同水熱預處理稻草秸稈，使稻草秸稈表面的蠟質和硅質層被破壞，半纖維素和木質素溶解并形成微孔。堿的添加可以有效去除木質素，并增加孔隙率和孔容積，進而提高纖維素的可及性。經堿/水熱預處理后，底物酶水解的總糖濃度是未協同堿處理的1.49倍，葡萄糖液濃度高達40.82g/L 。與SE預處理相比，該工藝避免了快速加減壓，降低了反應器制造成本；同時，最大限度地減少了降解副產物或糖化抑制劑的形成，葡萄糖的回收率更高。

1. 1. 4 超聲法

超聲法由于其機械聲效應[26和聲化學效應[27而受到研究者的廣泛關注。在超聲作用下，氣泡空化產生的化學效應會促進水分子分解為羥基自由基，加快木質纖維素的裂解[28]。空化還會引入機械效應，如強烈的剪切力、沖擊波等，這也有助于木質纖維素的裂解[29]。Wongjewboot等[30]利用超聲（ 160W） ）在室溫下預處理稻草秸稈 1h ，再經纖維素酶水解 48h 后，獲得的葡萄糖液濃度為 3.57g/L ，是未預處理稻草秸稈的1.55倍，酶水解效率提高了 57.65% 。這是因為超聲波產生的剪切力和微射流破壞了稻草秸稈的微觀結構，使稻草秸稈的比表面積和孔隙率增大，從而提高了纖維素的可及性[31]。但超聲法對于木質素和二氧化硅的去除率不高，且僅限于輔助增強連續的酶水解糖化工藝。Rehman等[32]采用超聲結合硫酸法，從稻草秸稈中連續回收還原糖和純二氧化硅，該方法可有效去除稻草秸稈中的金屬氧化物，葡萄糖產率為 310g/kg Xiong等[33]發現超聲輔助Fenton試劑預處理稻草秸稈，所得底物的比表面積增大，酶活性提高，酶促糖化 釋放的還原糖產量約 6.93g/L 。

1.1. 5 微波輻射法

微波輻射預處理是一種高效均質的加熱方法。在微波作用下，分子被激發到更高能態，使木質纖維膨脹以破壞其組分的化學鍵，并進一步改變纖維素的超微結構[34-35]。 Ma 等[36]發現微波輻射破壞了稻草秸稈表面的硅化蠟質，部分木質素和半纖維素解聚，導致孔隙率和比表面積增大；與未處理的稻草秸稈相比，總糖化效率提高了 30.3% 。與傳統加熱方法不同，微波輻射法利用輻射直接將熱量均勻傳遞到稻草秸稈中，避免了能量損失。為提高預處理接續酶水解糖化工藝的整體效率，Sumarlin等[37]對預處理條件進行了優化；研究結果表明，在微波溫度 、功率 $500～＼mathrm{＼textW}$ 、反應時間 10min 的條件下，底物酶水解糖化效率最佳，總糖收率為 27.81% 。微波輻射處理對設備要求較高，對非極性物質的選擇性較低。據報道，微波輻射聯合金屬氯化物預處理稻草秸稈，可以增強半纖維素的溶解，減少預處理過程中單糖的降解，降低纖維素酶與木質素之間的非生產性吸附，從而提高糖化產率[38]。Kumar等[39]用微波輔助 預處理稻草秸稈，再經酶水解后，獲得質量濃度為 7.8mg/mL 的葡萄糖液，葡萄糖產量提高了6.79倍。不同物理法預處理的作用機理和優缺點如表1所示。

1.2化學法預處理

1. 2. 1 酸預處理

利用稀酸預處理結合酶水解，可以使木質纖維生物質轉化為化學品和生物燃料[40]。酸催化的預處理可以破壞生物質頑固的組織結構，將半纖維素有效水解為單糖[41]。與濃酸相比，稀酸預處理需要的酸濃度更低、腐蝕性和危險性更小、工業化大規模生產可發酵糖的經濟成本更低。Hsu等[42]在 下用質量分數 1% 的 預處理稻草秸稈，再使用 10FPU/g 纖維素酶和 15IU/gβ -葡萄糖苷酶對處理后的固體底物進行糖化，酶水解 后，葡萄糖和木糖的產率占稻草秸稈中糖含量的 83% 。預處理后的稻草纖維粗糙且無序，孔隙率和孔容積增加，酶水解效率提高 70% 。然而，該過程會生成抑制糖化和發酵的化合物，如糠醛、HMF和乙酸等[43]。Amnuaycheewa等[44發現，有機酸預處理不會促進糖降解為糠醛和HMF，單糖回收率較高。當草酸溶液質量分數 5.01% 、溫度 、反應時間 30.86min 時，預處理后底物酶水解效率最高，還原糖產量達 426.8mg/g （相對于底物質量），是鹽酸處理的1.25倍。Gong等[45]采用微波輔助丙酸預處理稻草秸稈；結果顯示，稻草秸稈中 51.54% 木質素被去除，單糖產率達 80.08% ，單糖的分解及副產物的形成有所減少。

1.2.2 堿預處理

堿預處理工藝簡單，可以在不損失還原糖和碳水化合物的情況下選擇性去除木質素，提高生物質的孔隙率和比表面積，從而提高酶水解糖化效率[46]。亞硫酸鹽、 NaOH 、氨水和石灰是常用的堿預處理溶液。Moradi等[47]使用質量分數 12% 的NaOH溶液預處理稻草秸稈，所得底物酶水解 后，每 100g 堿預處理的稻草秸稈可以產出 40.8g 葡萄糖，而未經堿預處理的稻草秸稈僅產出 10.2g 葡萄糖。堿預處理過程中，不同的糖醛酸取代基被分離，纖維素的可及性顯著增加[48]。堿負荷、反應時間和溫度是影響木質素去除率和發酵糖產量的主要因素。 Kim 等[49]采用響應面法優化 NaOH 預處理稻草秸稈的反應條件；研究結果表明，在 NaOH溶液質量分數 3% 、反應溫度 、預處理時間 60min 條件下酶水解，可獲得最高葡萄糖產率，為 ，相比其他預處理方法，堿預處理法的反應時間較長，且該過程中木質素衍生物的生成會影響糖化效率。因此，堿預處理通常與微波輻射或超聲聯合使用，以縮短預處理時間，減少副產物的形成。

1.2.3有機溶劑法

有機溶劑預處理可以選擇性去除木質素，產生更少的發酵抑制劑，使稻草秸稈更容易轉化為生物燃料或其他高值產品[50]。木質素的脫除效果與有機溶劑類型有關，常用的有機溶劑包括乙醇、甘油、丙酮等[51]。Trinh等[52]在 下使用甘油預處理稻草秸稈，預處理后的稻草秸稈纖維高度扭曲，表面粗糙、孔隙大；所得底物經纖維素酶（ ）水解 后，可發酵糖產率為 26.5% ，是未預處理樣品發酵糖產率的2.3倍。稻草秸稈甘油預處理的技術路線如圖3所示。Tang等[54]利用乙二醇-AICl處理稻草秸稈，在 條件下反應 0.5h ，可以去除 88% 木質素和 90% 半纖維素；再經酶水解 24h 后，葡萄糖收率達 94% 。這主要是由于木質纖維素的頑固結構被有效破壞并分解，形成有助于水解的具有多孔結構的碎片，使糖化效率顯著提高。與其他化學預處理方法相比，有機溶劑法成本高、溶劑揮發性強，且循環利用工藝尚不成熟；此外，體系中殘留的有機溶劑需進一步去除，以減少對后續糖化和發酵的不利影響。

1.2.4離子液體法

與酸性或堿性溶液相比，離子液體（ILs）對生物質具有更好的溶解能力，預處理過程中可以產生更少的抑制纖維素酶或發酵微生物的副產物。ILs是由有機陽離子和有機/無機陰離子組成的熔融鹽，熔點低于 100℃。Poornejad等[56]以1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽預處理稻草秸稈，然后使用纖維素酶和 β. -葡萄糖苷酶糖化 ，葡萄糖產率從未預處理的 25.7% 提高到 75% 以上。通過改變ILs的陽離子和陰離子結構或類型，可以設計滿足特定應用需求的 ILs 。Hou等[57]用8種不同膽堿氨基酸ILs預處理稻草秸稈；結果表明，8種ILs均能使稻草秸稈產生對酶具有高親和性的葡聚糖和木聚糖。其中，膽堿-賴氨酸ILs表現出優異的可重復利用性和較高的葡萄糖得率（ 580% ）。由于殘留的ILs會使纖維素酶失活，不利于后續糖化，Chang等[58通過在ILs中添加表面活性劑以削弱其對酶活性的影響；此研究中木質素去除率提高至 49.48% ，稻草秸稈的纖維素結晶度和表面形態發生了顯著的變化，酶水解后總還原糖含量達 5.17mg/mL 。

1. 2.5 低共熔溶劑法

目前，低共熔溶劑（DES）被認為是一種可替代離子液體的新型綠色溶劑，其理化性質與ILs類似[59-60]DES主要由氫鍵受體（HBA）和氫鍵供體（HBD）以特定物質的量比組成[61]。Maibam等[62]采用膽堿-乙酸DES預處理稻草秸稈，經纖維素酶糖化 后，還原糖產量提高了3倍（ ，糖化效率高達 92.2% 。其中，HBD組分與纖維素和半纖維素上的羥基相互作用，而HBA組分與木質素的酚羥基和脂肪族羥基相互作用，導致稻草秸稈的比表面積和孔隙率增大，使纖維素充分暴露。Poy等[63]采用三元DES（氯化膽堿、對甲苯磺酸和乙二醇）在微波輻射下對稻草秸稈進行預處理，預處理條件為溫度 ，保溫時間 22.5min 結果表明，預處理后稻草秸稈的木質素脫除率為 61.6% 葡萄糖產率達 93.4% 。微波輔助DES預處理的作用機理如圖4所示。

由于預處理后底物中殘留的DES對纖維素酶有抑制作用，酶水解糖化過程應選用對DES兼容或穩定的酶。Sawhney等[65]利用DES聯合生物法預處理稻草秸稈，通過培養特定的菌株分泌纖維素酶和漆酶，以克服DES和木質素降解物對酶水解糖化的不利影響，單糖產量提高1.67倍 （421.5mg/g） 。不同化學法預處理的作用機理和優缺點如表2所示。

1.3生物法預處理

與物理和化學法預處理相比，生物法預處理不涉及化學品添加且能量輸入低，不會釋放抑制性副產物，是一種反應條件溫和且環境友好的預處理技術[66]。生物法預處理利用某些微生物（真菌和細菌）

選擇性分解木質素和半纖維素，最大限度地保留纖維素，從而增強酶促作用，以獲得更高葡萄糖產率[]。Anu等[68]使用枯草芽孢桿菌JJBS300和嗜熱絲菌BJTLRMDU3分別預處理稻草秸稈6天；結果表明，稻草秸稈中的木質素含量顯著降低，底物產生孔隙并暴露出更多的纖維素，酶水解糖化產量分別為52.41mg/g 和 盡管細菌的生長速度和代謝活性比真菌快，但細菌對木質素的降解能力不如真菌。

Taha等通過共培養降解木質纖維素的微生物，以增強秸稈糖化效果；結果表明，真菌分泌的酶活性是細菌的2倍。Sreemahadevan等[7o]使用親堿真菌MVI.2011處理稻草秸稈7天，酶水解糖化得率提高至74.2% 。雖然真菌預處理具有與傳統方法相當的木質素去除率和酶水解糖化得率，但過長的預處理時間限制了其大規模應用。預處理周期過長是生物法所面臨的首要問題，另外，微生物會降解部分碳水化合物，使下游產品的產量相對較低。為了應對這些挑戰，可以聯合其他預處理技術，減少總預處理時間。同時，篩選和利用對纖維素具有高選擇性的微生物菌株，可以減少碳水化合物損失，增加單糖產量。

2預處理后底物的糖化

糖化（水解）是將纖維素和半纖維素轉化為可發酵還原糖的關鍵步驟。纖維素和半纖維素的水解需要酸催化或特定的酶催化。1923年，Faith首次提出了利用酸水解纖維素的技術[7]，其原理是酸電離出的 攻擊纖維素中的糖苷鍵，使氧原子質子化，糖苷鍵上的正電荷轉移到葡萄糖單元的碳原子上，形成碳正離子，隨后水分子進攻碳正離子，產生游離的葡萄糖[2]。隨著研究的深入，越來越多可用于水解纖維素的酸被開發，主要分為無機酸、有機酸和固體酸。固體酸因其活性高、壽命長和易于回收等優點，在木質纖維素水解中引起了極大的關注[73]。Jin等[74]通過對Amberlyst-15氯甲基化制備固體酸A-15-Cl，并利用其催化水解纖維素；結果表明，氯（吸附纖維素）和磺酸（水解纖維素）基團間的協同作用，實現了67.2% 的葡萄糖產率。固體酸種類較多，常用于水解纖維素的固體酸類型如圖5所示。

使用硫酸、鹽酸、乙酸等可高效水解纖維素和半纖維素，但酸催化過程存在反應容器易腐蝕、產物分離困難及廢水產量較大等問題。酶水解反應條件溫和且選擇性高，不會產生大量抑制性化合物，是目前最常用的糖化技術[76]。纖維素高度有序的結構決定其水解至少需要3種酶協同作用： ① 外切葡聚糖酶作用于纖維素還原端和非還原端，形成纖維素二糖； ② 內切葡聚糖酶在低結晶度區隨機切割纖維素鏈，釋放游離鏈端； ③β -葡萄糖苷酶將纖維素二糖水解成葡萄糖[77-78]。纖維素的酶水解原理如圖6所示。

半纖維素是一種雜多糖，其水解需要更復雜的酶體系。水解半纖維素的酶可以分為解聚酶和去除取代基的酶，主要由內切木聚糖酶、 β -木糖苷酶和幾種輔助酶（ α -L-阿拉伯呋喃糖苷酶、 α -葡糖醛酸糖苷酶、α -半乳糖苷酶等）組成[80]。Sgrensen等[81]在最佳反應條件下（ "，利用半纖維素酶（木聚糖酶）水解半纖維素 48h ，木糖產量達 此外，Hu 等[82]在纖維素酶中加入半纖維素酶，水解預處理后的稻草底物，不僅提高了總糖的轉化效率（ gt;70% ），還顯著降低了所需的纖維素酶劑量，這是因為半纖維素降解的同時增加了底物中纖維素的可及性。

由于預處理后底物酶水解的復雜性，以及較高的酶生產成本，纖維素生產葡萄糖在效率和成本方面仍無法與淀粉競爭。為了降低酶生產成本，Baskaran等[83]以里氏木酶菌NCIM1186制備纖維素酶，在最佳培養條件下，纖維素酶的最大產量為 12.3IU/mL 。此外，預處理后底物中殘留的木質素對纖維素酶的非生產性吸附和纖維素的可及性，也是影響木質纖維素高效、低成本制糖的主要因素[84]。預處理可以去除大部分半纖維素和部分木質素，從而增強纖維素酶的可及性，但完全去除木質素在經濟上是不可行的。Rosgaard等[85]采用“分批補料”方式，逐步添加底物和酶，將底物質量分數從 5% 提高至 15% ，實現高底物濃度的酶水解，從而得到高濃度的葡萄糖液。Li等[86]研究發現在酶水解過程中添加表面活性劑，不僅可以阻斷木質素的吸附位點，減少酶對木質素的非生產性吸附，還可以增加酶的活性及底物與酶的相互作用。Wang等[87]研究了生物表面活性劑鼠李糖脂（RL）和化學表面活性劑TritonX-100對水解酶活性和穩定性的影響；結果表明，上述2種助劑均不同程度地增強了水解酶的活性，且RL的作用效果優于TritonX-100，RL將水解酶的活性提高了 25.5%～102.9% 。

3結語

稻草秸稈是豐富的可再生生物質資源之一，其高效利用在提高經濟效益和可持續性發展方面具有廣闊的前景。然而，稻草秸稈的天然難降解性和高灰分含量阻礙了其生物轉化過程，需要通過預處理打破木質素和蠟質層的密封，從而釋放纖維素。盡管目前常用的預處理方法可以改善生物質結構，提高酶水解效率，但仍有許多不足。物理法預處理能耗高，僅能減小原料粒徑；化學法預處理會產生有毒物質，抑制糖化和發酵工藝；生物法預處理周期長，降解性差等。

雖然聯合預處理方法在一定程度上取得了令人滿意的效果，但大多集中在提高木質素去除率和減少糖化過程酶劑量方面，還需探索經濟、綠色的預處理技術以去除稻草秸稈中的灰分，從而進一步降低酶劑量，并提高還原糖得率和純度。因此，真正無污染、成本低、效果好、可大規模生產的預處理方法亟待研究。

參考文獻

[1] CHENHY，LIUJB，CHANGX，etal.AReview on the PretreatmentofLignocellulose forHigh-value Chemicals[J].Fuel Processing Technology，2017，160：196-206.

[2] ABRAHAMA，MATHEWAK，SINDHUR，etal.Potentialof RiceStraw for Bio-refining：An Overview[J].Bioresource Technology，2016，215：29-36.

[3] 崔婷.多種預處理方法對纖維素結晶結構的影響[J].中國造 紙學報，2020，35（2）：9-15. CUIT.The Effects ofVarious Pretreatment Methods on Cellulose Crystalline Structure [J].Transactions of China Pulp and Paper， 2020，35（2）：9-15.

[4] ABAIDEER，MORTARISR，UGALDEG，etal.Subcritical WaterHydrolysis of Rice Straw ina Semi-continuous Mode[J].Journal of Cleaner Production，2019，209：386-397.

[5] HILARES R T，SWERTS MP，AHMED MA，et al.Organosolv Pretreatment of Sugar Cane Bagasse for Bioethanol Production [J]. Industrialamp; Engineering Chemistry Research，2017，56（14）： 3833-3838.

[6]李洲，王高升，王霞，等.亞硫酸氫鹽在SPORL法預處理稻 草中的作用[J]．中國造紙學報，2014，29（4）：1-6. LI Z，WANG G S，WANG X，etal.Investigation on the Role of Bisulfitein Rice Straw Pretreatment with SPORL Process[J].Transactions of China Pulp and Paper，2014，29（4）：1-6.

[7] WANG W，WUX，CHENA，etal.Mitigating EffectsofExSiu Application of Rice Straw on and N2O Emissions from Paddy-upland Coexisting System[J]. Scientific Reports，DOI：10.1038/srep37402.

[8]JIY，LIU P，CONRAD R.Response of Fermenting Bacterial and Methanogenic Archaeal Communities in Paddy Soil to Progressing Rice Straw Degradation[J].Soil Biologyand Biochemistry，2018， 124： 70-80.

[9] CAIJM，HEYF，YUX，etal.Review ofPhysicochemical Properties and Analytical Characterization of Lignocellulosic Biomass [J]. Renewableamp; Sustainable Energy Reviews，2017，76：309-322.

[10]LIUH，SUNJ，LEUSY，et al.Toward aFundamental Understanding of Cellulase-lignin Interactions in the Whole Slurry Enzymatic Saccharification Process [J]．Biofuels，Bioproducts and Biorefining，2016，10（5）：648-663.

[11]HEY，FANG Z，ZHANGJ，et al.De-ashing Treatmentof Corn Stover Improves the Efficiencies of Enzymatic Hydrolysis and Consequent Ethanol Fermentation［J]．Bioresource Technology，2014， 169： 552-558.

[12]HUANGC，LIUJ，GENGW，et al．AReview of Lignocellulosic Biomass Pretreatment Technologies ［J]．Paper and Biomaterials， 2021，6（3）：61-76.

[13]SINGHS，KAURG，SINGHDP，et al.Exploring Rice Straw's Potential froma Sustainable Biorefinery Standpoint：TowardsValorization and Diverse Product Production [J].Process Safety and Environmental Protection，DOI：10.1016/j.psep.2024.01.105.

[14]LOPICIC ZR，STOJANOVIC M D，MARKOVIC S B，et al. Effects of Different Mechanical Treatments on Structural Changes of Lignocellulosic Waste Biomassand Subsequent Cu（II）Removal Kinetics [J]. Arabian Journal of Chemistry，2019，12（8）：4091-4103.

[15]YEHAI，HUANGYC，CHEN SH.Efct of Particle Size on the Rate of Enzymatic Hydrolysis of Cellulose［J].Carbohydrate Polymers，2010，79（1）：192-199.

[16]JIG，HAN L，GAO C，et al. Quantitative Approaches for Illustrating Correlations Among the Mechanical Fragmentation Scales，Crystallinity and Enzymatic Hydrolysis Glucose Yield of Rice Straw [J]. Bioresource Technology，2017，241：262-268.

[17]HIDENOA，INOUE H，TSUKAHARA K，et al.Wet Disk Miling Pretreatment without Sulfuric Acid for Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw[J].Bioresource Technology，2009，100（10）：2706-2711.

[18]BHATIA P，FUJIWARA M，BAN S，et al.Effect of Steam Explosion Biomass and Bioenergy，DOI：10.1016/j.biombioe.2020.105771.

[19]ZHOUJ，YANB H，WANGY，et al.Effect of Steam Explosion Pretreatment on the Anaerobic Digestion of Rice Straw [J].RSC Advances，2016，6（91）：88417-88425.

[20]SHARMAS，KUMARR，GAURR，etal.Pilot Scale Study on Steam Explosion and Mass Balance for Higher Sugar Recovery from Rice Straw [J].Bioresource Technology，2015，175：350-357.

[21]IBRAHIM MM，EL-ZAWAWY W K，ABDELFYR，et al.Comparison of Alkaline Pulping with Steam Explosion for Glucose Production from Rice Straw [J]．Carbohydrate Polymers，2011，83 （2）： 720-726.

[22]CHENWH，NIZETIC S，SIROHIR，etal.Liquid HotWater as Sustainable Biomass Pretreatment Technique for Bioenergy Production：A Review[J]．Bioresource Technology，DOI：10.1016/j. biortech.2021.126207.

[23]PALMQVISTE，HAHN-HaGERDAL B.Fermentation of Lignocellulosic Hydrolysates II：Inhibitors and Mechanisms of Inhibition [J]. Bioresource Technology，2000，74（1）：25-33.

[24]SASAKI K，TSUGEY，SASAKI D，et al. Optimized Membrane Process to Increase Hemicellulosic Ethanol Production from Pretreated Rice Straw by Recombinant Xylose-fermenting Saccharomyces Cerevisiae[J].Bioresource Technology，2014，169：380-386.

[25]WANGH，HUAY，LIH，et al.Comprehensive Insights into Hydrothermal Pretreatment of Rice Straw from Physicochemical Structure，Organic Matter Transformation and Hydrolysate Reuse [J]. Chemical Engineering Journal，DOI：10.1016/j.cej.2023.146809.

[26]ONGVZ，WUTY.An Application of Ultrasonication in Lignocellulosic Biomass Valorisation into Bio-energy and Bio-based Products [J]. Renewableamp;SustainableEnergyReviews，DOI：10.1016/j.ser.2020. 109924.

[27]SUBHEDAR PB，RAY P，GOGATEPR. Intensification of Delignificationand Subsequent Hydrolysis for the Fermentable Sugar Production from Lignocellulosic Biomass Using Ultrasonic Irradiation [J]. Ultrasonics Sonochemistry，2018，40：140-150.

[28]VELMURUGANR，MUTHUKUMAR K.Ultrasound-assisted AlkalinePretreatment of Sugarcane Bagasse for Fermentable Sugar Production：Optimization Through Response Surface Methodolgy [J]. Bioresource Technology，2012，112：293-299.

[29]BUSSEMAKER MJ，XUF，ZHANG D.Manipulation of Ultrasonic Effectson Lignocellulose by Varying the Frequency，Particle Size， Loading and Stirring[J].Bioresource Technology，2013，148：15-23.

[30]WONGJEWBOOTI，KANGSADAN T，KONGRUANG S，et al. Ethanol Production from Rice Straw Using Ultrasonic Pretreatment [C]. 2010IntemationalConferenceonChemistryandChemicalEngiering IEEE，2010：16-19.

[31]WUH，DAIX，ZHOU SL，et al.Ultrasound-assisted Alkaline Pretreatment for Enhancing the Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw by Using the Heat Energy Dissipated from Ultrasonication [J]．Bioresource Technology，2017，241：70-74.

「32]REHMAN MSU.UMER MA.RASHID N.et al.Sono-assisted Sugars and Mesoporous Pure Silica from Rice Straw [J].Industrial Crops and Products，2013，49：705-711.

[33]XIONG ZY，QINYH，MAJY，et al.Pretreatment of Rice Straw by Ultrasound-ssted Fenton Process［J].Bioresource Technology， 2017，227：408-411.

[34］唐小慧，平清偉，盛雪茹．微波消解預處理堿木質素制備陽離子 型表面活性劑[J].中國造紙學報，2022，37（3）：45-52. TANG XH，PINGQW，SHENG XR.Preparation of Cationic Surfactant Derived from Alkali Lignin by Microwave Digestion Pretreatment［J].Transactions of China Pulp and Paper，2O22，37（3）： 45-52.

[35]TSEGAYE B，BALOMAJUMDER C，ROY P.Optimization of Microwave and NaOHPretreatments of Wheat Straw for Enhancing Biofuel Yield [J].Energy Conversion and Management，2O19，186： 82-92.

[36]MAH，LIUWW，CHENX，et al.Enhanced Enzymatic Saccharification of Rice Straw by Microwave Pretreatment ［J].Bioresource Technology，2009，100（3）：1279-1284.

[37]SHANGDIAR S，CHENG PC，CHEN SC，et al. Enhancing Sugar Yield for Bioconversion of Rice Straw：Optimization of Microwaveassisted Pretreatment Using Dilute Acid Hydrolysis[J]．Environmental Technologyamp; Innovation，DOI：10.1016/j.eti.2023.103313.

[38]HUO D，DANNI X，YANGQ，et al. Improving the Efficiency of Biomass Pretreatment and Enzymatic Saccharification Process by Metal Chlorides [J].BioResources，2018，13（1）：1909-1916.

[39]KUMAR B，BHARDWAJ N，VERMA P.Pretreatment of Rice StrawUsing Microwave Assisted FeCl-HPO4 System for Ethanol and Oligosaccharides Generation [J].Bioresource Technology Reports，DOI：10.1016/j.biteb.2019.100295.

[40]HENDRIKS A，ZEEMAN G.Pretreatments to Enhance the DigestibilityofLignocelulosic Biomass[J].Bioresource Technology， 2009，100（1）：10-18.

[41]SAHOO D，UMMALYMA SB，OKRAMA K，et al.Efct of Dilute AcidPretreatment ofWild RiceGrass（ZizaniaLatifolia）fromLoktak Lake for Enzymatic Hydrolysis[J].Bioresource Technology， 2018，253：252-255.

[42]HSU TC，GUOGL，CHEN WH，etal.Effect of Dilute Acid Pretreatment of Rice Straw on Structural Properties and Enzymatic Hydrolysis[J].Bioresource Technology，2010，101（13）：4907-4913.

[43］JoNSSON LJ，ALRIKSSONB，NILVEBRANTN O.Bioconversion of Lignocelulose：Inhibitorsand Detoxification［J].Biotechnology for Biofuels，2013，6：1-10.

[44］AMNUAYCHEEWAP，HENGAROONPRASANR，RATTANAPORN K，et al．Enhancing Enzymatic Hydrolysis and Biogas Production fromRice Straw by Pretreatment with Organic Acids[J].Industrial Crops and Products，2016，87：247-254.

[45]GONG G，LIU D，HUANG Y.Microwave-asisted Organic Acid Pretreatment for Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw [J]．Biosystems Engineering，2010，107（2）：67-73.

[46]KIMJS，LEEY，KIMTH.A Review on Alkaline Pretreatment source Technology，2016，199：42-48.

[47]MORADIF，AMIRI H，SOLEIMANIAN-ZAD S，et al. Improvement of Acetone，Butanol and Ethanol Production from Rice Straw by Acid and Alkaline Pretreatments [J].Fuel，2013，112：8-13.

[48]LI K，FUS，ZHANH，etal.Analysis of the Chemical Composition and Morphological Structure of Banana Pseudo-stem [J].BioResources，2010，5（2）：576-585.

[49]KIMI，HAN JI.Optimization of Alkaline Pretreatment Conditions for Enhancing Glucose Yield of Rice Straw by Response Surface Methodology[J].Biomass and Bioenergy，，2012，46：210-217.

[50]SHUAIL，LUTERBACHER J.Organic Solvent Effects in Biomass Conversion Reactions [J].ChemSusChem，2016，9（2）：133-155.

[51]OLIVA A，TANLC，PAPIRIO S，et al.Effect of Methanolorganosolv Pretreatment on Anaerobic Digestion of Lignocellulosic Materials [J].Renewable Energy，2021，169：1000-1012.

[52]TRINHLTP，LEEJW，LEEHJ.Acidified Glycerol Pretreatment for Enhanced Ethanol Production from Rice Straw [J].Biomass and Bioenergy，2016，94：39-45.

[53]SUN C，REN H，SUN F，et al. Glycerol Organosolv Pretreatment Can Unlock Lignocellulosic Biomass for Production of Fermentable Sugars：PresentSitationandChallnges[J]ioresouceTlg DOI：10.1016/j.biortech.2021.126264.

[54]TANG S，DONG Q，FANG Z，et al. Complete Recovery of Cellulose from Rice Straw Pretreated with Ethylene Glycol and Aluminum Chloride for EnzymaticHydrolysis[J]．Bioresource Technology， 2019，284：98-104.

[55]BHATIA SK，JAGTAP S S，BEDEKAR AA，et al. Recent Developments in Pretreatment Technologies on Lignocellulosic Biomass：Effect of Key Parameters，Technological Improvements，and Challenges[J]. Bioresource Technology，DOI：10.1016/j.biortech.2019.122724.

[56]POORNEJAD N，KARIMI K，BEHZAD T.Ionic Liquid Pretreatment of Rice Straw to Enhance Saccharification and Bioethanol Production[J]. Journal of Biomass to Biofuel，2014，1：8-15.

[57]HOU XD，XUJ，LIN，et al.Effect of Anion Structures on Cholinium Ionic Liquids Pretreatment of Rice Straw and the Subsequent Enzymatic Hydrolysis [J].Biotechnology and Bioengineering，2015， 112（1）： 65-73.

[58]CHANG K L，CHEN X M，WANG X Q，et al. Impact of Surfactant Type for Ionic Liquid Pretreatment on Enhancing Delignification of Rice Straw [J].Bioresource Technology，2017，227：388-392.

[59]HANSEN B B，SPITTLE S，CHEN B，et al.Deep Eutectic Solvents：A Review of Fundamentals and Applications[J].Chemical Reviews，2020，121（3）：1232-1285.

[60]CHENY，MU T.Application of Deep Eutectic Solvents in Biomass Pretreatment and Conversion [J].Green Energy amp; Environment， 2019，4（2）：95-115.

[61］魯俊良，郎金燕，楊鴻燕，等.深度共熔溶劑分離生物質資源提 取纖維素的研究進展［J].中國造紙學報，2020，35（1）：66-71. LUJL，LANGJY，YANGHY，etal.ResearchProgress inPreparation nf Calllnea from Rinmaee Racnimae hv Deen Fntantin Snlvante 「I] Transactions ot China Pulp and Paper，2020，35（1）：66-/1.

[62]MAIBAMPD，GOYAL A．Approach to an Efficient Pretreatment Method forRice Straw by Deep Eutectic Solvent for High Saccharification Efciency[J]．Bioresource Technology，DOI：10.1016/j. biortech.2022.127057.

[63]POYH，LLADOSAE，ARCIS A，et al. Microwave-asisted Termary Deep Eutectic Solvent Pretreatment for Improved Rice Straw Saccharification under Mild Pretreatment Conditions [J]．Industrial Crops and Products，DOI：10.1016/j. indcrop.2023.117639.

[64]ZHOU M，FAKAYODEOA，YAGOUBAEA，etal.Lignin Fractionation from Lignocellulosic Biomass Using Deep Eutectic Solvents and Its Valorization [J]．Renewable and Sustainable Energy Reviews，DOI：10.1016/j.rser.2021.111986.

[65]SAWHNEYD，VAID S，BANGOTRAR，et al.Proficient Bioconversion of Rice Straw Biomass to Bioethanol Using a Novel Combinatorial Pretreatment Approach Based on Deep Eutectic Solvent，Microwave IradiationandLaccase[J]．Bioresource Technology， DOI：10.1016/j. biortech.2023.128791.

[66]TSEGAYE B，BALOMAJUMDER C，ROY P.Biodegradation of Wheat Straw by Ochrobactrum Oryzae BMPO3and Bacillus Sp. BMPO1 Bacteria to Enhance Biofuel Production by Increasing Total Reducing SugarsYield[J].Environmental Scienceand Polution Research，2018，25：30585-30596.

[67]UMMALYMASB，SUPRIYARD，SINDHUR，etal.Biological Pretreatment of Lignocellulosic Biomass—Current Trends andFuture Perspectives [M]．Second and Third Generation of Feedstocks. 2019：197-212.

[68]ANU，KUMARV，SINGHD，etal.AGreener，Mild，and Efficient Bioprocess for the Pretreatment and Saccharification of Rice Straw [J]. Biomass Conversion and Biorefinery，2O21：1-13.

[69]TAHA M，SHAHSAVARI E，AL-HOTHALYK，etal.Enhanced Biological Straw Saccharification through Coculturing of Lignocellulosedegrading Microrganisms [J].Applied Biochemistry and Biotechnology，2015，175：3709-3728.

[70]SREEMAHADEVAN S，ROYCHOUDHURYPK，THANKAMANIV， et al.Biological Pretreatment of Rice Straw Using an Alkalophilic Fungus MVI.2O11 for Enhanced Enzymatic Hydrolysis Yield[J]. SustainableEnergyTechnologiesandAssessments，2018，30：04-313.

[71]FAITHW.Development of the Scholler Processin the United States [J]. Industrialamp; Engineering Chemistry，1945，37（1）：9-11.

[72]XIANG Q，LEEYY，PETTERSSONPO，etal. Heterogeneous Aspects of Acid Hydrolysis of $＼upalpha$ -Cellulose[M].Biotechnology for Fuels and Chemicals：The Twenty-Fourth Symposium.Clifton：Humana Press，2003：505-514.

[73］靳書緣，程意，魯杰，等.仿酶固體酸的制備及其改善纖維 素水解的研究進展[J].中國造紙學報，2020，35（3）：70-79. JINSY，CHENGY，LUJ，et al.Research Progress in Preparationof Enzyme-mimic Solid Acid and Improvement ofCelluloseHydrolysis[J]. Transactions of China Pulp and Paper，2020，35（3）：70-79.

[74]JIN S，GONGJ，YANG C，et al.ARecyclable and Regenerable SolidAcid for Efficient Hydrolysis of Cellulose to Glucose[J].Bio

[75]ZHOU Z，LIU D，ZHAO X. Conversion of Lignocellulose to Biofuels and Chemicals via Sugar Platform：An Updated Review on Chemistry and Mechanisms of Acid Hydrolysis ofLignocelllose[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，DOI：10.1016/j.rser.2021. 111169.

[76]BRUMMERV，SKRYJAP，JURENAT，etal.Suitable Technological Conditions for Enzymatic Hydrolysis of Waste Paper by Novozymes@ Enzymes NS50013 and NS50010[J].Applied Biochemistry and Biotechnology，2014，174：1299-1308.

[77］葉科麗，唐艷軍，傅丹寧，等.纖維素水解制備葡萄糖的研究進 展[J].中國造紙學報，2020，35（2）：81-88. YEKL，TANGYJ，FUDN，etal.Research Progress inreparation of Glucose by Hydrolysis of Cellulose [J].Transactions of China Pulp and Paper，2020，35（2）：81-88.

[78]WOODWARD J. Synergism in Cellase Systems [J].Bioresource Technology，1991，36（1）：67-75.

[79]CAI C，ZHANG C，LIN，et al.Changing the Role of Lignin in Enzymatic Hydrolysis fora Sustainable and Efficient SugarPlatform[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，DOI：10.1016/j. rser. 2023. 113445.

[80]VAN DYK J，PLETSCHKE B.A Review of Lignocellulose Bioconversion Using Enzymatic Hydrolysis and Synergistic Cooperation between Enzymes-Factors Affecting Enzymes，Conversion and Synergy[J].Biotechnology Advances，2012，30（6）：1458-1480.

[81]SORENSENHR，PEDERSEN S，MEYERAS.Synergistic Enzyme Mechanismsand Effects ofSequential Enzyme Additions onDegradationofWater Insoluble Wheat Arabinoxylan[J].Enzyme and Microbial Technology，2007，40（4）：908-918.

[82]HUJ，ARANTESV，PRIBOWOA，etal. The Synergistic Action of Accessory Enzymes Enhances the Hydrolytic Potential of a“Celllase Mixture”but is Highly Substrate Specific [J].Biotechnology for Biofuels，2013，6：1-12.

[83]BASKARAN D，SARAVANAN P，SARAVANAN V，et al.PomegranatePeel Utilization byan IndigenousFungal Strain of Trichoderma Reesei NCIM1186：Optimization and Kinetics Studies on Productionof Cellulase[J].Biomass Conversion and Biorefinery， 2024，14（5）：6435-6453.

[84]ZHU J，PAN X.Efficient Sugar Production from Plant Biomass： Current Status，Challenges，and Future Directions [J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，DOI：10.1016/j.rser.2022.112583.

[85]ROSGAARD L，ANDRIC P，DAM-JOHANSEN K，et al. Efects of Substrate Loading on Enzymatic Hydrolysisand Viscosity of Pretreated BarleyStraw[J].Applied Biochemistryand Biotechnology， 2007，143：27-40.

[86]LIY，SUN Z，GEX，etal.Effects of Lignin and Surfactant on Adsorption and Hydrolysis of Cellulases on Cellulose [J].Biotechnology for Biofuels，2016，9：1-9.

[87]WANG HY，FAN BQ，LI C H，et al.Effects of Rhamnolipid on the Cellulase and Xylanase in Hydrolysisof Wheat Straw[J].Bioresource Technology，2011，102（11）：6515-6521.

Abstract：Theceluloseandothercarbohydratescontainedinicestrawcanbeenzymaticallconvertedintofermentedreducingsugars， whichshowsgreatotentialinhefeldooassingHweericersdensructureieretlgocellocoas， whichseverelysfifieatisrsilst intoreducingsgarsisarviedtectiohasmdantagsdsadantasoeretptreamntetodfcestra， andanalyzedthagesintheyicohecalproprtsfpetreatedicetandtfctosubseensharficatioItosd onthemechanismandefectofezyehydrolysissaccharification，summaredthedevelopmentofpretreatmenttechnologyoficestra.