孙付保教授研究团队Sam课题组在Chemical Engineering Journal发表蔗渣新型生物炼制研究成果

近期，江南大学生物工程学院孙付保教授团队在木质纤维素生物质绿色温和型预处理与高值化加工方面取得重要进展，研究成果 “Choline chloride enables low-severity NaOH/Triton-X 100 pretreatment and lignin upgrading to enriched aromatic bio-oil and porous biochar” 正式发表于Chemical Engineering Journal（2026，538，176853）（一区，TOP, IF 12.5）。

为了进一步推进甘蔗渣等木质纤维素生物质原料的绿色加工制造工艺经济性，研究团队尝试在NaOH/Triton-X 100体系中引入氯化胆碱ChCl，构建了兼顾组分分离、糖化效率和木质素反应活性的协同预处理策略。结果表明，ChCl辅助体系（10 g蔗渣、3.0 g NaOH、100 mL Triton-X 100）在150 ℃ 反应45 min可使原料纤维素保留98.4%和半纤维素保留89.5%，同时脱除84.4%的木质素。预处理后的糖质原料可酶解性好，15%固含量底物在3 FPU.g^-1酶用量条件下葡萄糖和木糖产率仍分别达到80.6%和68.7%，总糖浓度达到175.6 g.L^-1；按每千克甘蔗渣计，体系可获得211 g葡萄糖和53 g木糖。该溶出木质素热解后生物油和生物炭产率分别达52.7%（芳香族成分达50.4%）和22.1%（ BET比表面积357.1 m².g^-1、总孔容0.166 cm³.g^-1）。每千克甘蔗渣可产122 g生物油和51 g生物炭，表明ChCl将更多木质素碳流导向芳香族油品，并提升生物炭的孔结构品质。深入研究发现，预处理体系添加ChCl扩大了底物孔道，为底物的纤维素酶有效吸附提供了结构基础；同时ChCl改善了溶出木质素的反应活性，保留了较高的β-O-4（27.4个/100 Ar）和β-O-4′（12.9个/100 Ar）醚键。结合密度泛函理论分析认为，Triton-X 100通过胶束增溶和界面分散作用抑制木质素片段重新缔合，氯离子富集的离子环境则通过离子-偶极作用和氢键稳定活性中间体，二者共同抑制木质素再聚合从而完好保留了溶出木质素高反应活性。

总之，本研究通过氯化胆碱-表面活性剂协同调控，旨在通过建立绿色温和预处理工艺获得易酶解纤维质糖底物高效酶解制糖与高反应活性木质素。该策略为面向全组分利用的温和预处理和木质素反应活性设计提供了新思路。

图1 论文图文摘要（Graphical Abstract）

江南大学2020级博士生Salauddin Al Azad和2024级博士生Ehsan Kargaran为该论文共同第一作者，Meysam Madadi副研究员、孙付保教授为该论文共同通讯作者。上述研究工作得到国家重点研发计划（2025YFA0921201）、国家自然科学基金（U23A20135、22478154）、南阳西湖牧原合成生物学研究院（N12126522401）和牧原实验室（12126022401）等资助，并得到工业生物技术教育部重点实验室（KLIB-KF202505）支持。

论文信息: Chemical Engineering Journal 538 (2026) 176853； DOI: 10.1016/j.cej.2026.176853