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科研成果
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美國化學會期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》再次以補充封面論文形式刊登我院江凌老師最新研究成果
閱讀次數:  添加時間:2018/11/08

近日,我院江凌研究員所在研究團隊研究的的γ-戊內酯協同[Mmim]DMP預處理玉米芯及其全組分利用發酵產丁酸論文Pretreatment with γ-valerolactone/[Mmim]DMP and enzymatic hydrolysis on corncob and its application for immobilized butyric acid fermentation發表在美國化學會期刊農林科學SCI一區Top雜志《Journal of Agricultural and Food Chemistry (DOI:  10.1021/acs.jafc.8b04323)上,并被選為雜志補充封面論文(Supplementary Journal Cover,江凌研究員為通訊作者,第一作者為鄭文秀碩士研究生。

我國農業資源豐富盛达彩票|官网登录,許多研究人員越來越關注農業廢棄物的利用盛达彩票|官网登录,以生產生物燃料及高附加值化學品盛达彩票|官网登录。木質纖維素生物質是一種理想的原料,可再生且在世界各地大量供應。其中盛达彩票|官网登录,玉米芯是一種實用的木質纖維素生物質原料,具有低木質素和高碳水化合物含量的優點,已被中國生物煉制工業開發和利用,用于制備木糖,木寡糖和生物發酵產物盛达彩票|官网登录,如木糖醇,乙醇,丁二醇和糠醛等。木質纖維素材料的預處理是促進碳水化合物的天然屏障——木質素降解破壞的必要條件。纖維素的高結晶度和木質素的存在將使酶難以進入生物質內部并導致低產率的可發酵糖,因此需要通過預處理破壞木質纖維素的抗性結構,實現三大組分的分離盛达彩票|官网登录。本研究以γ-戊內酯聯合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,并以此為底物盛达彩票|官网登录,纖維素酶進行酶水解盛达彩票|官网登录,得到可發酵糖,主要成分為葡萄糖盛达彩票|官网登录、木糖,在預處理過程中提取出的木質素也是一種資源,為了將其利用,用酸進行沉淀。考慮到酪丁酸梭菌是一種可以同時利用葡萄糖、木糖為碳源生產丁酸的優勢菌株,將其利用木質素、海藻酸鈉、碳酸鈣成分進行包埋形成微球,以發酵生產丁酸盛达彩票|官网登录,從而實現玉米芯全組分的綜合利用盛达彩票|官网登录盛达彩票|官网登录。此思路呈現了玉米芯的全組分利用發酵產丁酸的工藝,且[Mmim]DMPγ-戊內酯的聯合使用大大提高了預處理效果盛达彩票|官网登录,增強了玉米芯的酶解效率盛达彩票|官网登录,獲得了高產率的可發酵糖,酪丁酸梭菌經過大孔海藻酸鈣-木質素微球的包埋盛达彩票|官网登录,與游離細胞相比丁酸產量也得到了提升。整個工藝流程反映了農業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。

作者:食品與輕工學院  審核:俞建光

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.8b04323



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