环境卫生工程 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (1): 43-55.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2026.01.006

• 有机固废生物处理与高值化利用 • 上一篇    下一篇

预处理技术强化秸秆生物转化进展、挑战与未来

马 晴,高孟姗,吉星星,延一鸣,崔理慧,马英群   

  1. 1. 西安交通大学 化学工程与技术学院;2. 西安市一碳化合物生物转化技术重点实验室
  • 出版日期:2026-02-28 发布日期:2026-02-28

Current Progress, Challenges, and Perspectives of Pretreatment Technologies for Enhancing Straw Bioconversion

MA Qing, GAO Mengshan, JI Xingxing, YAN Yiming, CUI Lihui, MA Yingqun   

  1. 1. School of Chemical Engineering and Technology; 2. Xi’an Key Laboratory of C1 Compound Bioconversion Technology
  • Online:2026-02-28 Published:2026-02-28

摘要: 秸秆作为一种丰富的生物质资源,其高效能源/资源化和妥善处置对实现“双碳”目标具有重要意义。秸秆富含有机质,可通过生物转化制备高价值生物基产品,但其复杂且顽固的木质纤维素结构限制了其生物转化效率。因此,合适的预处理成为秸秆高效生物转化的关键步骤。基于此,本研究系统梳理了目前已开发的秸秆预处理技术的优势、局限性与技术突破,同时探讨了基于原位混合菌基复合酶制备的秸秆定向酶解与生物转化集成途径潜在的工程适用性、经济可行性和环境可持续性。该集成途径依托混合菌基复合酶的诸多优势,可有效降低秸秆预处理成本、提高其生物转化效率。尽管该途径在实际应用中仍面临一系列技术难题,但随着相关生物学技术的持续发展,其具备大规模产业化应用的潜力。

关键词: 秸秆, 预处理, 生物转化, 复合酶, 全量资源化

Abstract: As an abundant biomass resource, the high-efficiency energy/resource utilization and proper disposal of straw possess has great significance in achieving the “dual carbon” goals. Straw is rich in organic matters, which can be used as raw material for producing high-value bio-based products through bioconversion processes. However, the complex and recalcitrant lignocellulosic structure limits its bioconversion efficiency. Therefore, appropriate pretreatment is a crucial step for high-efficiency bioconversion of straw. Based on the above analysis, this review systematically summarizes the advantages, limitations, and technological breakthroughs of the developed straw pretreatment technologies, and discusses the potential engineering applicability, economic feasibility and environmental sustainability of the integrated approach for directional enzymatic hydrolysis and bioconversion of straw, which is based on the in situ preparation of microbial consortium-based compound enzyme. Leveraging the multiple advantages of the microbial consortium-based compound enzyme, the proposed integrated approach can effectively reduce the pretreatment cost and enhance the bioconversion efficiency of straw. Although there are still some technical challenges in practical application, with the continuous advancement of relevant biological technologies, the proposed approach has the potential for large-scale industrial application.

Key words: straw, pretreatment, bioconversion, compound enzyme, full resources recovery

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