近日，南京工業(yè)大學食品與輕工學院江凌研究員所在研究團隊研究的γ-戊內(nèi)酯協(xié)同[Mmim]DMP預處理玉米芯及其全組分利用發(fā)酵產(chǎn)丁酸論文發(fā)表在美國化學會期刊農(nóng)林科學SCI一區(qū)Top雜志《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上，并被選為雜志補充封面論文，江凌研究員為通訊作者，第一作者為碩士研究生鄭文秀。

我國農(nóng)業(yè)資源豐富，許多研究人員越來越關注農(nóng)業(yè)廢棄物的利用，以生產(chǎn)生物燃料及高附加值化學品。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是一種理想的原料，可再生且在世界各地大量供應。其中，玉米芯是一種實用的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料，具有低木質(zhì)素和高碳水化合物含量的優(yōu)點，已被我國生物煉制工業(yè)開發(fā)和利用，用于制備木糖、木寡糖和生物發(fā)酵產(chǎn)物，如木糖醇、乙醇、丁二醇和糠醛等。木質(zhì)纖維素材料的預處理是促進碳水化合物的天然屏障——木質(zhì)素降解破壞的必要條件。纖維素的高結(jié)晶度和木質(zhì)素的存在將使酶難以進入生物質(zhì)內(nèi)部并導致低產(chǎn)率的可發(fā)酵糖，因此需要通過預處理破壞木質(zhì)纖維素的抗性結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)三大組分的分離。此次研究以γ-戊內(nèi)酯聯(lián)合1，3-二甲基咪唑磷酸二甲酯鹽（[Mmim] DMP）為溶劑，在一定溫度下對玉米芯進行預處理，并以此為底物，纖維素酶進行酶水解，得到可發(fā)酵糖，主要成分為葡萄糖、木糖，在預處理過程中提取出的木質(zhì)素也是一種資源，為了將其利用，用酸進行沉淀?？紤]到酪丁酸梭菌是一種可以同時利用葡萄糖、木糖為碳源生產(chǎn)丁酸的優(yōu)勢菌株，將其利用木質(zhì)素、海藻酸鈉、碳酸鈣成分進行包埋形成微球，以發(fā)酵生產(chǎn)丁酸，從而實現(xiàn)玉米芯全組分的綜合利用。此思路呈現(xiàn)了玉米芯的全組分利用發(fā)酵產(chǎn)丁酸的工藝，且[Mmim]DMP與γ-戊內(nèi)酯的聯(lián)合使用大大提高了預處理效果，增強了玉米芯的酶解效率，獲得了高產(chǎn)率的可發(fā)酵糖，酪丁酸梭菌經(jīng)過大孔海藻酸鈣—木質(zhì)素微球的包埋，與游離細胞相比丁酸產(chǎn)量也得到了提升。

整個工藝流程反映了農(nóng)業(yè)廢棄資源玉米芯的充分利用，為廢棄資源的重新配置和綜合利用提供了一個全新的思路。

（南食）