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北京林业大学教授许凤课题组在生物质预处理解构植物细胞壁的研究领域取得重要进展，相关研究成果发表在《生物燃料技术》（Bioresource Technology）杂志上。该研究从细胞及分子层面揭示了超微结构和区域化学对酶水解效率的影响机制，为全面阐释细胞壁抗降解屏障的破除机理提供了科学依据。

在化石资源日益匮乏和环境保护的双重压力下，利用农林生物质制备燃料、化学品及材料已成为国际生物炼制领域的研究热点。然而，细胞壁的天然抗降解屏障极大地制约了木质纤维素的转化效率和经济成本，严重阻碍了生物质产业的发展。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中木质素与半纤维素交联形成复杂的网络结构，阻碍了纤维素酶对纤维素的可及性，导致酶解效率低下。

针对这一重大问题，研究人员以一种重要的节水型三倍体杂交芒属草本能源植物——奇岗（Miscanthus × giganteus）为研究对象，采用化学分析结合荧光显微镜、单克隆抗体免疫金标记、透射电子显微镜和共聚焦拉曼光谱成像技术，系统分析了稀酸预处理过程中奇岗不同类型细胞壁的解构过程。研究发现，稀酸预处理能够选择性脱除半纤维素，同时引起木质素和羟基肉桂酸的重新分布，导致细胞壁层间剥离，从而暴露出原本被包覆的纤维素微纤丝，显著增加了纤维素酶的可及性。

研究提出，奇岗细胞壁的生化结构与组分分布不均一性是阻碍其高值转化的关键因素。通过半纤维素的选择性脱除、木质素与羟基肉桂酸的重新分布以及细胞壁的剥离，可有效破除抗降解屏障，提高酶水解效率。这一发现为开发高效、低成本的生物质预处理技术提供了理论指导，对推动生物质能源和生物基产品的产业化具有重要意义。