安徽工程大学生物与食品工程学院

我院李艳宾教授团队开发温和THFAFeCl3预处理技术:实现油茶壳高效酶解与高值化木质素回收

发布者:潘真清 发布时间:2026-04-14 浏览次数:13

近日,我院李艳宾教授团队在Renewable Energy期刊Q1TOP上发表题为Understanding changes in hydrolyzability and lignin performance of Camellia oleifera shell in milder tetrahydro-2-furanmethanol/ferric chloride system”的研究论文,针对油茶壳Camellia oleifera shell因木质化程度高、结构致密而导致酶解效率低下的难题,开发了一种温和、高效的THFA/FeCl3预处理新策略。我校为第一署名单位,唐松博士为第一作者。

油茶是我国重要的木本油料作物,年加工废弃物油茶壳超过130万吨,但传统预处理方法难以兼顾高木质素去除与高纤维素保留。该团队创新性地采用四氢糠醇(THFA)与路易斯酸FeCl3协同催化体系,通过响应面法优化确定最佳条件:62% THFA0.037 mol/L FeCl3170℃、保温时间0分钟。在此温和条件下,纤维素回收率达92.8%,木质素去除率达85.3%,半纤维素去除率高达92.2%

研究进一步揭示,预处理后油茶壳比表面积增加24.6倍,孔体积扩大34.3倍,表面负电荷降低,纤维素酶吸附效率由8.2%显著提升至56.3%。在15%高固含量、5 FPU/g低酶载量条件下,结合PEG10000添加与分批补料策略,水解液中葡萄糖浓度达到95 g/L,较未处理样品提高5倍以上。此外,回收的木质素(THFA-木质素)展现出优异的紫外吸收(280 nm12 L/(g·cm))和荧光性能(2011 a.u.),分别为磨木木质素的1.33倍和2.54倍,具备抗紫外涂层、荧光探针等高附加值应用潜力。

该研究首次将THFA/FeCl3体系应用于高木质化木本油料废弃物,在常压、短时、低酸条件下实现了纤维素高保留与木质素高效脱除的双重目标。催化剂廉价、溶剂可回收、无需表面活性剂,为油茶壳等难降解生物质的全组分利用提供了绿色、经济的新路径。


(文:唐松;编辑:潘真清;预审:刘艳;审核:葛飞)