玉米芯的綜合利用研究現狀

吳憲玲 侯曉玉 王笑可 張道勇 邱紅妹

摘要：玉米芯是一種重要的可回收利用資源。根據玉米芯綜合利用研究進展，闡述玉米芯綜合利用的方法和途徑，包括生產吸附劑、石墨烯、餐具、全生物質再生膜、乙醇等，為玉米芯的開發利用提供技術參考。

關鍵詞：玉米芯;綜合利用;吸附劑;乙醇;餐具

中圖分類號：S38????文獻標識碼：A????文章編號：1674-1161（2019）06-0059-02

玉米芯是一種常見的農業副產物，由玉米棒脫粒加工而得，具有來源廣泛、價格低廉等優點。近年來，隨著科技的不斷進步，玉米芯逐漸受到研究人員重視，其價值也被逐漸探究開發。綜述玉米芯綜合利用研究進展，旨在為玉米芯資源的研究、開發和進一步利用提供技術參考。

1 玉米芯制備吸附劑

1.1 吸附廢水中重金屬

天然玉米芯的吸附能力有限，所以對玉米芯進行改性，使其對重金屬吸附能力增強，對廢水中的金屬離子進行凈化。當前，關于玉米芯在污水處理方面的研究比較多。

甄寶勤利用玉米芯進行含Cd2+水處理。結果表明，玉米芯對Cd2+有較好地吸附效果，且活化后的玉米芯粉對Cd2+的吸附比天然玉米芯效果好，溶液的pH值在7左右，吸附時間為2?h，對Cd2+的吸附率可達98%以上。章貞陽利用硫酸作脫水劑制備玉米芯活性炭，用來吸附廢水中的Cr（Ⅵ）。試驗考察pH、吸附平衡時間、吸附劑用量和Cr（Ⅵ）初始濃度對吸附效果的影響，進而確定用玉米芯活性炭吸附Cr（Ⅵ）的最優條件。

還有研究表明，玉米芯可用磷酸改性，改性后的玉米芯可吸附水中重金屬Pb2+和CU2+。邱會東等用不同表面活性劑對玉米芯改性，初步研究改性玉米芯吸附廢水中苯酚的影響因素。陳玉成和胡必琴通過模擬試驗探討經活化后的玉米芯粉吸附汞的效果及其主要技術參數。

1.2 吸附甲醛

甲醛在生活中是常見的，裝修過程中的墻壁膠水、家具漆大多含有甲醛。吸附是去除空氣中有機污染物的重要手段之一。人們以玉米芯為原材料制備甲醛吸附劑，將玉米芯炭化后制得炭化玉米芯（AC組）。袁淵等用H3PO4、NaHSO3改進炭化工藝流程，得到磷酸改性組（P-AC組）和飽和亞硫酸氫鈉改性組（C-AC組）。通過不同玉米芯與H3PO4的料液浸漬比和飽和NaHSO3浸泡時間，研究炭化玉米芯材料的比表面積對甲醛氣體吸附效果的影響。結果表明，通過飽和亞硫酸氫鈉溶液對炭化玉米芯改性，可更好地提升其甲醛吸附性能。

1.3 其他

玉米芯可用來制備廢水中活性艷藍、氨氮、亞甲基藍、孔雀石綠、氨氮的吸附劑。

2 玉米芯栽培食用菌類

玉米芯中的纖維素含量為30%左右，還富含Cu，K，Mg等礦質元素，碳含量41.36%～50.54%，氮含量0.3%～1.32%，礦物質磷含量0.12%～0.32%，鉀含量0.34%～2.0%，鈣含量0.17%～1.2%，是栽培食用菌的優質原料。

潘春磊以玉米芯為主要原料在棚室地床栽培雙孢菇，既具有一定的經濟效益，還提高設施的利用率，以及減少秸稈焚燒，生態效益和環境效益良好。郭惠東利用玉米芯栽培雞腿蘑，發現此法栽培的雞腿蘑抗逆性和抗病蟲性效果顯著。馬潔以玉米芯為主要材料，袋料高產栽培豬肚菇，極大地提高了玉米芯資源化利用水平，使玉米產業附加值得到大幅提升。同時，產生的菌渣可作為菌肥還田，提高土壤肥力，形成循環可持續生產。張紫華等用玉米芯部分替代棉籽殼栽培銀耳，并獲得了最佳配方，既保證企業生產效益，又有效減輕銀耳生產企業對棉籽殼原料的依賴。這些技術不僅有助于獲得高產食用菌，也提高了玉米芯的綜合利用水平。

3 玉米芯制備石墨烯

新材料之王“石墨烯”是世界公認的神秘材料，它比鋼硬200倍，比最好的導電銀更好，而厚度是頭發的十萬分之一。?我國專家利用從玉米芯中提取糠醛等物質后剩余的纖維素制備生物質石墨烯材料，并實現批量生產，已創超億元產值。生產石墨烯的方法有很多，但用玉米芯制備石墨烯較為環保，且成本低。同時，用其制備的生物質石墨烯材料質量高、導電性優異。

4 玉米芯制作餐具

玉米芯含有豐富的纖維素、木質素等，在一定條件下可使其具有致密性狀且易于降解。玉米芯具有生物可降解性，不會對環境造成污染。趙軼凡等研究新型環保玉米芯餐具時，以玉米芯粉為主材料，以淀粉、殼聚糖、黃原膠、聚乙烯醇為膠黏劑，在90?℃恒溫水浴鍋中熔融30?min，再通過一系列后續處理制備環保餐具。用玉米芯粉代替普通餐具的部分材料，極大地減少了一次性餐具制品對人體的危害和對環境的污染，具有節能減排的效果。

5 玉米芯制備乙醇

李永蓮等以玉米芯為原料，利用纖維素酶對其進行酶解，研究酶解和發酵過程的影響因素，以探究用玉米芯生產發酵燃料乙醇的可行性和經濟性。采用纖維素酶對玉米芯進行酶解，加入酵母菌對酶解液進行發酵，研究酶法降解玉米芯和酵母菌發酵的最佳工藝方法。得到最優的酶解條件為：纖維素酶0.6?mL，pH值為5～6，溫度40?℃，Tween-80添加量1%，微量元素添加量0.5%，酶解48?h后還原糖濃度達最大值。最優的發酵條件為：活化后酵母菌接種量40?mL，發酵溫度30?℃，發酵36?h，乙醇產量最高。

6 玉米芯制作全生物質再生膜

玉米芯中的半纖維素在工業上用于生產糠醛、木糖醇等物質，而其它生物質資源（主要成分為纖維素和木質素）形成廢渣，未得到充分利用，造成資源浪費和環境污染。

李錦陽等利用玉米芯工業廢渣制備高強度的全生物質再生膜。玉米芯廢渣在不經過任何預處理的情況下，可溶解于1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（AmimCl）離子液體中，水中再生后得到棕黃色透明薄膜，其具有良好的機械性能，拉伸強度和模量分別為72?MPa和5.2?GPa。向玉米芯廢渣/離子液體溶液中添加高分子量的棉纖維（聚合度為2000），可使再生膜的機械強度進一步提高。當棉纖維添加量為廢渣質量10%時，再生膜的拉伸強度提高12%。這種方法簡單易行且有效，可使低價值的玉米芯廢渣得到高值化利用，具有廣闊的應用前景。

7 其他

陸步詩等以玉米芯為原料，利用纖維素酶對其降解生成還原糖，酵母菌降解物發酵生產低醇飲料。

8 結語

玉米芯作為玉米生產與加工的副產物，是一種重要的可回收利用資源。目前，市面上開發的玉米芯產品種類非常多，但玉米芯深加工產品的工業化生產還很薄弱。目前對玉米芯的開發利用應轉向利用高新技術制備附加值高產品，且不會對環境產生污染，例如以玉米芯為原料制備低聚木糖高微晶纖維、膳食纖維等。開發玉米芯產品具有良好的市場前景，應進一步加大開發利用力度。

收稿日期：2019-09-26

作者簡介：吳憲玲（1989—），女，碩士，講師，從事食品質量與安全方面的教學和研究。

參考文獻

[1]?章貞陽.玉米芯活性炭的制備及其對廢水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[J].安徽農業科學，2019，47（12）：78-82.

[2]?袁淵，張雪嶕，閆明明，等.改性炭化玉米芯對甲醛的吸附性能研究[J].環境工程，2017，35（3）：118-122.

[3]?王麗敏，魏薇，王紅，等.玉米芯生物炭對水中活性艷藍的吸附特性[J].糧食與油脂，2019，32（6）：8-11.

[4]?黃錦貴，張曉然，梁維新.改性玉米芯對孔雀石綠的吸附研究[J].安徽農業科學，2019，47（12）：62-66.

[5]?郭惠東，任鵬飛，任海霞，等.玉米芯栽培雞腿蘑病蟲害防控關鍵技術研究[J].山東農業科學，2018，50（10）：120-123.

Research?Grogress?on?Comprehensive?Utilization?of?Corncob

WU?Xianling，?HOU?Xiaoyu，?WANG?Xiaoke，?ZHANG?Daoyong，?QIU?Hongmei

（Qiqihar?Institute?of?Engineering，?Qiqihar?Heilongjiang?161005，China）

Abstract：?Corn?cob?is?an?important?recyclable?resource.?According?to?the?research?progress?of?comprehensive?utilization?of?corncob，?this?paper?expounds?the?methods?and?approaches?of?comprehensive?utilization?of?corncob，?including?the?production?adsorbent，?graphene，?tableware，?whole?biomass?regenerated?film，?ethanol，?etc.，?in?order?to?provide?technical?reference?for?the?development?and?utilization?of?corncob.

Key?words：?corncob;?comprehensive?utilization;?adsorbent;?ethanol;?tableware