近日，437必赢会员中心生物质与生物能源团队刘鹏博士联合华中农业大学相关研究人员，在国际能源领域权威期刊Renewable Energy (IF=9.1) 在线发表题为“Dual-upgraded biomass saccharification and bioethanol production by cascading peptides interactions with polymers and activating cellulases in bioenergy crops”的论文。该研究针对木质纤维素生物质转化为生物燃料的核心难题，首次揭示大豆多肽作为绿色生物添加剂的独特作用机制，为生物能源作物的高效、清洁利用提供了全新技术路径。
当前，木质纤维素作为储量巨大的可再生生物质资源，其转化利用是解决全球能源危机和环境污染的重要方向，但天然抗降解性导致酶解糖化效率低、成本高，严重制约大规模生物乙醇生产。传统化学表面活性剂或植物蛋白虽能提升转化效率，却存在成本高、效率低等问题，开发绿色高效的强化技术成为行业迫切需求。该论文以芒草、大麦、杨树三种代表性能源作物为研究对象，通过系统实验发现，大豆多肽在生物质转化过程中表现出远超传统添加剂的优异性能，在最优12%的添加剂量下，大豆多肽可使碱预处理后的木质纤维素己糖产量提升20%，生物乙醇产量最高提升35%，糖醇转化效率最高达75%，且显著降低了预处理过程中酸碱的使用强度，更符合绿色生产理念。
本研究提出一种大豆多肽与细胞壁聚合物全新作用模型：与传统表面活性剂类似，大豆多肽能优先与木质素结合，在其表面形成一层“保护膜”，有效阻止了纤维素酶被木质素无效吸附，使得更多的酶能够水解纤维素；在纤维素酶酶解糖化过程中，首次发现大豆多肽作为“酶激活剂”能与纤维素微纤丝特异性相互作用，显著提高纤维素酶的可及性，同时抑制酶的自降解，并在长时间反应中持续维持高酶活性。这意味着，在未来的生物乙醇生产中，有望通过添加这种成本相对较低、来源广泛且环境友好的大豆多肽，显著降低酶用量、减少苛刻化学预处理的需求、提升最终产率，从而实现真正高效、低碳、低成本的生物质精炼工艺。
总结：本研究探索了利用大豆多肽作为生物表面活性剂和酶激活剂，以提升能源作物中木质纤维素酶解糖化及生物乙醇生产的效率。通过对比大豆蛋白和化学表面活性剂Tween-80，研究发现大豆多肽能更有效地与木质素、木聚糖和纤维素微纤丝相互作用，不仅阻止纤维素酶被木质素无效吸附，还增强其对纤维素的可及性，从而显著提高己糖产量和乙醇产量。此外，大豆多肽还能维持纤维素酶活性、延缓其自我降解，并提高糖醇转化效率。该研究提出了一种绿色、高效的生物质精炼策略，为生物能源作物的高值化利用提供了新途径。
437必赢会员中心路世杰硕士、华中农业大学生命科学技术学院孙乐硕士为论文共同第一作者，437必赢会员中心刘鹏博士为本文通讯作者。bwi437官网彭良才教授、王艳婷教授和华中农业大学生命科学技术学院夏涛副教授以及中国科学院青岛生物能源与过程研究所彭昊博士后等共同参与了部分研究工作。该研究得到国家自然科学基金（32470273，32170268）、bwi437官网高层次人才专项资金（GCC20230001）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.124651
