1. 研究目的与意义
伴随一次性石化燃料资源的逐渐枯竭，石油价格飙升，能源问题已成为世界各国经济可持续发展的关键。随着石油天然气等不可再生石化资源日益枯竭的隐忧，生物质能作为地球上最丰富的可再生资源，被投以热切关注，据生物学家估算，地球上每年生长的生物能总量约1400~1800亿t（干重），相当于目前世界总能耗的10倍。因此，发展资源丰富、环境友好的生物质能源成为最新的研究热点。
生物资源的利用即采用高新技术将秸秆等生物质转化为高品位的发酵产品生物质的能源化和资源化利用所要解决的关键技术问题就是生物质，如玉米秸秆的预处理，以及利用糖源生产发酵产品。利用成本更低的农作物秸秆作为发酵产品的原料是今后重要的研究方向，而玉米秸秆作为广泛廉价的可再生资源，对其合理利用变废为宝，为进一步改善农村环境，解决能源危机意义重大。
玉米秸秆是重要的一类可再生生物质资源。目前，我国对玉米秸秆的利用率很低，绝大多数被废弃或焚烧，严重浪费了资源并且污染了环境。玉米秸秆是农作物秸秆的重要组成部分，主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，它们主要以细胞壁的形式存在。
2. 国内外研究现状分析
木质纤维素生物质中的纤维素和半纤维素可以在酶的作用下降解为五碳糖和六碳糖，再经发酵生成生物燃料，但由于纤维素表面对生物酶具有拮抗作用，致使直接使用酶处理效率低下，因此人们采用各种方法对生物质进行预处理，以增加其表面与酶的结合，提高酶解效率。
纤维素是玉米秸秆的重要组成部分，其分子中的羟基易于分子内或相邻的纤维素分子上的含氧基团之间形成氢键，这些氢键使很多纤维素分子共同组成结晶结构，并进而组成复杂的微纤维、结晶区和无定形区等纤维素聚合物。而这种高度有序的结晶结构使纤维素聚合物显示出刚性和高度水不溶性，因此高效利用纤维素的关键在于破坏纤维素的结晶结构，所以必须经过预处理，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开，切断它们的氢键，破坏晶体结构，降低聚合度，使纤维素结构松散，使水解更容易进行。
目前常见的预处理方法包括减法预处理、稀酸预处理、蒸汽爆破法预处理、氨气及有机溶剂预处理等。这些处理方法有的能耗高，有的对设备要求高，有的处理后生物质的酶解效率较低。
3. 研究的基本内容与计划
（1） 预处理条件对玉米秸秆脱木素的影响（温度，时间，药液浓度）
（2） 预处理条件对玉米秸秆后续酶解的影响（温度，时间，药液浓度）
（3） 预处理条件对玉米秸秆纤维素酶吸附的影响（温度，时间，药液浓度）
4. 研究创新点
与其他预处理方法相比，亚硫酸盐预处理具有以下优点：一方面亚硫酸盐预处理过程可以在有效脱除木素的同时适当降低木聚糖及纤维素的聚合度，有利于后续酶解过程的进行；另一方面，木素的磺化增强了木素的亲水性，有利于后续酶解的效率。
本研究采用传统酸法亚硫酸盐制浆的药液（亚硫酸氢钠溶液）对木质纤维原料进行预处理，利用正交实验方法考察了反应时间、反应温度、亚硫酸氢钠溶液浓度三个因素对预处理效果的影响，探究适合预处理的工艺条件，使生物酶对纤维的水解效率更高。
