木质纤维素可发酵糖是规模化制备生物基化学品的潜在原料，但由于木质纤维素经过处理后会产生一系列的抑制物，导致后续发酵生产效率低、效益差。因此，论文研究了新的脱毒工艺制备木质纤维素可发酵糖，并以乙醇、赖氨酸和丁醇为目标产物评估脱毒效果。此外，选用了发酵促进剂、吸附载体固态发酵和电化学方法调控发酵过程，提高木质纤维素可发酵糖发酵产物浓度，并且进一步探索了发酵调控机理。论文的主要研究结果如下：（1）针对木质纤维素可发酵糖制备中脱毒工艺普适性差、操作时间长、成本高的问题，根据抑制物的物化特性，开发了木质纤维素吹脱脱毒工艺，并基于物料守恒和气液相平衡理论分析了抑制物去除效果与工艺参数之间的关系，研究了吹脱过程中抑制物浓度的变化规律，以及温度和气体流量对抑制物去除速率的影响，探究了吹脱后木质纤维素糖的可发酵性能，建立了动力学模型。结果表明，吹脱脱毒工艺是一种高效的、低成本的脱毒工艺。当温度为50°C，气体流量为4 L/min，吹脱时间为120 min时，甲酸、乙酸、苯酚、香草醛、糠醛和5-羟甲基糠醛的浓度分别从1.1 g/L降低至0.61 g/L、0.49 g/L、0.20 g/L、0.30 g/L、0 g/L以及0.63 g/L，且动力学分析表明酸类和酚类抑制物浓度变化符合一级反应动力学模型。经吹脱脱毒后，乙醇的产量从0 g/L增加到1.56 g/L。此外，与活性炭吸附脱毒工艺相比，吹脱脱毒工艺的成本下降了82.43%。（2）针对木质纤维素可发酵糖应用中赖氨酸产率低、经济性差的问题，通过添加中药调控菌体代谢以提高赖氨酸产量，并采用网络药理学的方法推测分析调控机理。结果表明，添加黄芪、生姜、茯苓和天麻均可以提高赖氨酸产量，其中添加生姜的效果最佳，与对照组相比，赖氨酸的产量提高了32.38%。当生姜添加量在0-2 g/L范围内，添加量对赖氨酸产量呈现出低促高抑的现象，1 g/L是最佳添加量。通过分析网络药理学及ATP含量，发现生姜的添加强化了糖酵解过程、抑制了其他氨基酸的合成、提高了胞内能量代谢水平，进而增加了赖氨酸产量。（3）针对木质纤维素可发酵糖应用中生物丁醇副产物多、浓度低的问题，利用电化学技术调控菌体代谢，构建吸附载体固态发酵耦合微生物燃料电池产丁醇和电的体系，提高产物浓度和产电性能，并通过代谢通量分析、循环伏安曲线和扫描电镜解析了其强化机理。结果表明，与开路相比，在回路体系中丁醇浓度提高了48.99%。载体的添加使丁醇浓度进一步从4.47 g/L提高到7.08 g/L。代谢流分析表明，葡萄糖通往丁醇节点的代谢通量提高了10.53%。同时，采用吸附载体固态发酵方式提高了微生物燃料电池的电学性能，输出电压和功率分别增加了45.21%和91.77%，内阻降低了200 Ω。通过分析循环伏安曲线及核黄素浓度，与无载体体系相比，吸附载体固态发酵体系的氧化还原峰更多、正响应电流峰值更大，且吸附载体固态发酵体系的胞外游离核黄素浓度是无载体体系的3倍，同时通过扫描电镜可观察到吸附载体固态发酵体系内电极上的菌体密度和聚集度更大。此外，通过扫描电镜观察到电极上菌体之间存在纳米导线，证明了Clostridium acetobutylicum可通过纳米导线实现长距离的电子传递。关键词：木质纤维素可发酵糖，抑制物吹脱脱毒，发酵调控，微生物燃料电池，吸附载体固态发酵