木质纤维素原料，如麦秸、玉米杆、稻壳等，是糖形式的可再生能源，可被转化为生物燃料（如生物乙醇）。该过程通过（半）纤维素分解酶将原料中的（木质或半）纤维素转化为还原糖，再经微生物（如酵母、细菌和真菌）发酵生成乙醇。然而，由于（半）纤维素结晶并包埋在木质素网中，酶促水解通常缓慢且不完全，未处理原料的糖产率常低于理论量的20%。通过化学和热物理预处理，可提高（半）纤维素对酶的可用性，从而加快转化并提高产率。

来自经预处理玉米杆的葡萄糖典型乙醇产率为40加仑乙醇/1000kg干玉米杆（约0.3g乙醇/g原料），而基于纤维素的乙醇最大产率约为90%。商业上常用的纤维素分解酶（如来自Trichoderma、Humicola和Aspergillus等物种）用于将预处理原料转化为含有不可溶（半）纤维素、还原糖和木质素的糊状物。水解过程（又称液化、预糖化或糖化）通常在45-50℃、非灭菌条件下持续6-168小时，期间纤维素被部分转化为还原糖（30-95%）。为减少酶抑制和热失活，高温时间应尽量缩短。

水解后的发酵在相同或不同容器中进行，温度调至30-33℃以适应微生物（通常为酵母）生长和乙醇生产。此阶段，残留的（半）纤维素被已有酶继续转化为还原糖，同时产生微生物生物质和乙醇，称为同时糖化和发酵（SSF）。发酵完成后，糊状物由非可发酵糖、非可水解（半）纤维素、木质素、微生物细胞、水、乙醇和溶解的二氧化碳组成。随后通过蒸馏纯化乙醇，剩余固体干燥后用作燃料、肥料或饲料。

为最大化每批原料的糖产率和速率，需添加酶制剂。酶成本、原料产率和投资是主要成本因素。通过使用来自单一或多种微生物来源的具有更宽/更高水解活性的酶产物（如WO 2008/008793），可降低酶需求、加快转化速率、提高产率，从而降低生物乙醇生产成本。

本专利针对上述问题，采用酸预处理的玉米杆原料进行水解反应。用4M NaOH溶液将原料pH调节至4.5，分两阶段进行：

1. 液化步骤（半连续模式）：用1kg 10%（重量/重量）预处理的玉米杆原料填充液化反应器，在恒定搅拌、pH控制（pH4.5，4N NaOH）和62℃下操作。填充后立即加入酶（见表1）启动水解。随后每10分钟加入55g 30%干物质原料，保持反应器填充水平恒定在1升，同时加入额外酶以维持恒定酶/底物比。约3小时后，干物质水平达20%（重量/重量），之后加入的原料干物质降至20%以保持该水平。开始液化6小时后，将排出物引入糖化反应器。液化反应器中平均停留时间约3小时。

2. 糖化步骤（分批模式）：用液化排出物填充糖化反应器至总反应体积约1升（耗时约3小时），在恒定搅拌、pH控制（pH4.5，4N NaOH）和62℃下操作。填充期间按表1加入酶。糖化反应持续约70小时。

表1：酶剂量方案

纤维素酶混合物：TEC-210；内切葡聚糖酶：EBA8；酶剂量：mg TCA蛋白质/g原料干物质。

利用含内切葡聚糖酶的酶组合物液化木质纤维素原料，可改善纤维素酶混合物的纤维分解性能。