多年来，化石燃料（如碳和石油副产品）的消耗对环境造成了诸多影响，因为这些燃料在燃烧过程中会产生温室气体（如CO2），从而导致空气污染。化石燃料来自有限的资源，其消耗量不断增加，目前占全球能源需求的约86%。石油、天然气和煤炭分别占全球能源需求的36%、27%和23%，而可再生能源仅占14%[1]。
因此，有必要探索新的、更清洁的能源来源。木质纤维素生物质是一种很有前景的能源替代品，其年产量高达13亿吨，为生物燃料生产提供了丰富的原料[2]。第一代生物燃料通常使用玉米、水稻、小麦或甘蔗等可食用作物作为原料；然而，这种原料的使用导致了土地使用量的增加、生态系统的破坏以及食品价格的显著上涨[3]。另一方面，第二代生物燃料使用木质纤维素生物质作为原料，这类原料包括农业和森林废弃物、农作物残余物以及造纸工业产生的废物[4,5]。多项研究表明，可以利用木质纤维素废弃物生产生物气体、生物氢和生物乙醇等第二代生物燃料。这种方法具有多重优势，例如减少温室气体排放，并有助于废物减量和管理[[6], [7], [8]]。
木质纤维素生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，它们共同形成了一个复杂且难以处理的三维网络。木质纤维素中的碳水化合物部分（纤维素和半纤维素，也称为全纤维素）是生物燃料生产的宝贵原料[9]。然而，最大的挑战在于将聚合物成分转化为单体，因为这些复杂结构结合紧密，同时木质纤维素中还含有木质素[10]。这使得使用木质纤维素生物质作为原料时，第二代生物燃料的产量较低，限制了生物燃料生产过程中的水解阶段。
为此，多项研究采用了不同的预处理方法（物理、化学或生物方法，或这些方法的组合）来提高生物燃料的产量。对这种难以处理的生物质进行预处理可以改变其结构，破坏细胞壁，从而使全纤维素能够在生物燃料生产的水解阶段被酶分解[2]。物理预处理主要包括热处理和微波辐照，而化学预处理则涉及添加强酸或强碱来分解木质纤维素的结构。这些预处理方法已被证明可以有效提高生物燃料的产量。例如，邵等人通过微波处理Hyacinthus spp.，成功将CH4产量提高了221 mL g?1 [11]；辛杜（Sindhu）等人的研究则使用稀释的H2SO4处理竹子，生产出了1.76% v/v的生物乙醇[12]。
然而，这些预处理方法也存在一些缺点。一些研究表明，木质纤维素底物的酸水解和热水解会产生有毒副产品，如木质素衍生的酚类化合物、呋喃和弱酸，这些物质可能会阻碍后续的H2生产[11]。此外，物理预处理的另一个主要缺点是能耗较高，有时消耗的能量超过了生物质本身的能量含量[13,14]；而化学预处理的缺点是成本较高且会产生有害污染物[15,16]。
在生物预处理方面（利用微生物分解木质素），近年来丝状真菌受到了特别关注。这是一种最简单的预处理方法，包括在用于生物燃料生产之前，通过固态发酵（SSF）或淹没发酵（SMF）直接对木质纤维素生物质进行真菌处理。尽管真菌预处理存在一些挑战，如处理时间较长（通常为2至6周），糖的生产成本较高（以玉米秸秆为例约为1.6美元/千克[17]），以及需要灭菌，但这种生物预处理不需要额外的材料来促进真菌生长，还能产生有价值的工业副产品（如水解酶），且不会产生对环境有害的残留物，因此是一种环保的过程[[18], [19], [20]]。
能够降解木质纤维素生物质的真菌可分为三类：白腐菌、褐腐菌和软腐菌[20]。其中，白腐菌（WRF）通常更受青睐，因为它们在脱木素方面效率最高。此外，这类真菌具有独特的酶系统，能够攻击酚类结构并将木质素转化为CO2[20], [21], [22]]。此外，使用WRF进行厌氧消化（AD）生产甲烷或黑暗发酵（DF）生产氢气已被证明对过程有益。加尔杜尼奥（Gardu?o）等人最近报告称，使用WRF Pleurotus ostreatus预处理的啤酒糟混合物在氢气产量上提高了25%[23]。他们采用SSF-DF联合生物工艺，展示了结合这两种系统可以提高黑暗发酵产氢的潜力[20]。另一方面，穆斯塔法（Mustafa）等人使用P. ostreatus预处理稻草进行固态AD，发现氢气产量提高了120%[24]。
在本研究中，通过混合因子设计（3 × 2 × 2）比较了两种不同的白腐菌Trametes versicolor和Pleurotus ostreatus，作为木质纤维素混合物（由果皮和啤酒糟组成）的预处理方法，评估了脱木素效果和还原糖浓度变化，从而优化了生物质在生物能源生产过程中的可用性。最终选出了最佳的预处理条件，以便使用预处理后的生物质通过DF（最常用的清洁氢生产工艺）生产生物氢（bioH2）。
