一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法。以γ‑戊内酯和1，3‑二甲基咪唑磷酸二甲酯盐（[Mmim]DMP）为溶剂，对玉米芯进行预处理，以水为反溶剂沉淀玉米芯并抽滤分离得到残渣，以干燥后的玉米芯残渣为底物，纤维素酶进行酶水解，得到可发酵糖；预处理溶剂提取出的木质素用酸沉淀出来，用于制备包埋酪丁酸梭菌的大孔海藻酸钙‑木质素微球，从而使其利用可发酵糖发酵产丁酸，实现玉米芯全组分的综合利用。本发明专利技术有效利用了玉米芯的全组分发酵生产丁酸，且[Mmim]DMP与γ‑戊内酯的联合使用大大提高了预处理效果，增强了玉米芯的酶解效率，获得了高产率的可发酵糖，酪丁酸梭菌经过大孔海藻酸钙‑木质素微球的包埋，与游离细胞相比丁酸产量也得到了提升。

A Method for Producing Butyric Acid from Corn Cob Components

The invention discloses a method for producing butyric acid by using the whole component of corncob. Corn cob was pretreated with gamma-pentyllactone and 1,3-dimethylimidazole dimethyl phosphate ([Mmim] DMP) as solvents. Corn cob was precipitated with water as anti-solvent and filtered to obtain residue. Cellulase was used as substrate to hydrolyze the dried corn cob residue and fermentable sugar was obtained. Lignin extracted from pretreatment solvent was precipitated with acid for preparation of encapsulation. The macroporous calcium alginate and lignin microspheres of Clostridium butyricum can be used to ferment butyric acid with fermentable sugar to realize the comprehensive utilization of the whole components of corncob. The invention effectively utilizes the whole component fermentation of corn cob to produce butyric acid, and the combined use of [Mmim] DMP and gamma-pentyllactone greatly improves the pretreatment effect, enhances the enzymatic hydrolysis efficiency of corn cob, obtains high-yield fermentable sugar, and the butyric acid production of Clostridium butyricum is also increased compared with free cells after the embedment of macroporous calcium alginate lignin microspheres.

【技术实现步骤摘要】
一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法
本专利技术涉及生物质资源玉米芯综合利用
，具体地涉及一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法。
技术介绍
玉米是国际粮食作物之一，也是一种可交易的商品。在中国，玉米种植广泛，2016年产量约为2.2亿吨。每年根据玉米粒和玉米芯之间的比例，甜玉米加工业预计生产约4000万吨玉米芯副产品。在南非，玉米是主要的出口商品，主要用来生产二代玉米产品，如玉米片，玉米粉和葡萄糖等。由于每年消耗大量的玉米，玉米芯已成为南非最大的农业废弃物之一，年产量约为900万吨，占玉米残留量的近20%。在过去，人们将大多数玉米芯当做燃料燃烧，作为废弃物丢弃或用作肥料，这不仅造成了巨大的资源浪费，而且造成了严重的环境污染，影响了生态平衡。为了减少人类对不可再生资源的依赖，许多研究人员越来越关注农业生物质的利用，以生产生物燃料及高附加值化学品。木质纤维素生物质是一种理想的原料，因为其可再生且在世界各地大量供应。玉米芯是一种实用的木质纤维素生物质原料，具有低木质素和高碳水化合物含量的优点。因此，已被中国的生物炼制工业开发和利用，用于制备木糖，木寡糖和生物发酵产物，如木糖醇，乙醇，丁二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）玉米芯洗涤干燥后，粉碎；（2）在氮气氛围保护下，将玉米芯粉末与1,3‑二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、γ‑戊内酯混合进行预处理，之后冷却至室温，加入去离子水作为反溶剂，搅拌反应以沉淀玉米芯粉末，抽滤分离获得玉米芯残渣和滤液；（3）将玉米芯残渣用去离子水洗涤并干燥后，与乙酸盐缓冲液混合，加入纤维素酶酶解，反应结束后将溶液煮沸以淬灭酶促反应，将煮沸溶液离心，获得以葡萄糖、木糖为主要成分的可发酵糖液；（4）向步骤（2）获取的滤液中加酸调节pH，低温沉淀滤液中木质素，将木质素沉淀物用去离子水洗涤并干燥；（5）将酪丁酸梭菌重悬于含有海藻酸钠...

【技术特征摘要】
1.一种利用玉米芯全组分生产丁酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）玉米芯洗涤干燥后，粉碎；（2）在氮气氛围保护下，将玉米芯粉末与1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐、γ-戊内酯混合进行预处理，之后冷却至室温，加入去离子水作为反溶剂，搅拌反应以沉淀玉米芯粉末，抽滤分离获得玉米芯残渣和滤液；（3）将玉米芯残渣用去离子水洗涤并干燥后，与乙酸盐缓冲液混合，加入纤维素酶酶解，反应结束后将溶液煮沸以淬灭酶促反应，将煮沸溶液离心，获得以葡萄糖、木糖为主要成分的可发酵糖液；（4）向步骤（2）获取的滤液中加酸调节pH，低温沉淀滤液中木质素，将木质素沉淀物用去离子水洗涤并干燥；（5）将酪丁酸梭菌重悬于含有海藻酸钠、木质素和碳酸钙的混合溶液中，用注射器滴加进磁力搅拌的氯化钙溶液中，挤压法包埋酪丁酸梭菌；（6）以可发酵糖液为碳源发酵包埋酪丁酸梭菌的微球，生产丁酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，玉米芯粉碎粒径为80-120目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，将玉米芯粉末与1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐按照质量比1:6.5～1:19.5混合，之后添加10～16wt%的γ-戊内酯，于90～110℃下加热搅拌3～4h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：江凌，郑文秀，赵倩如，黄和，朱丽英，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32