基于苯乙烯的共聚物的亲水性调控：通过双重保护纤维素酶并阻断残留木质素来提高酶法糖化的效率

《Biomacromolecules》：Hydrophilicity Regulation of Styrene-Based Copolymers to Promote the Enzymatic Saccharification Efficiency by Dually Protecting Cellulases and Blocking Residual Lignin

残余木质素吸附严重制约纤维素酶解效率，本研究通过调控苯乙烯基共聚物亲水性，开发新型添加剂。实验发现SA8–32在pH4.8时将产率从45.6%提升至83.4%，SA4–16在pH5.5时更达94%。分子筛分效应使共聚物同时与酶和木质素结合，荧光光谱证实氢键和范德华力作用减少了非生产性吸附。该策略为生物精炼提供了高效酶解添加剂新思路。

　　

残余木质素对纤维素酶的非生产性吸附作用长期以来一直阻碍着木质纤维素生物质的酶法糖化进程。在这项研究中，研究人员开发了一种基于苯乙烯的共聚物的亲水性调控策略，通过特异性作用于纤维素酶并阻断残余木质素来提高酶法糖化效率。合成了不同分子量和亲水性的含2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（ST-co-AMPS或SA）的苯乙烯基共聚物。在pH 4.8和10 FPU/葡聚糖的纤维素酶用量条件下，添加0.1 g/g底物的SA8–32（引发剂用量=8%，ST% = 32%）使糖产量从45.6%提升至83.4%；当pH值升高到5.5时，添加SA4–16后糖产量进一步增加到94%。石英晶体微天平和原子力显微镜分析表明，ST-co-AMPS与纤维素酶直接相互作用形成复合物，同时还能阻断残余木质素。荧光光谱分析显示，SA-纤维素酶复合物通过氢键和范德华力减少了非生产性吸附。鉴于可持续生物炼制厂对高效木质纤维素转化的需求，ST-co-AMPS作为一种添加剂，在增强木质纤维素酶法糖化方面展现出巨大潜力。