武汉科研团队妙手“催化” 废弃玉米芯变身重要化工原料

　　一根废弃的玉米芯100克左右，只需要中间多加一道催化工序，就可以从中提取20克重要化工原料。近日，中国农科院油料所油料品质与加工利用创新团队实现废弃玉米芯高效合成生物基糠醇，产率达到0.54g/g木聚糖(即每克木聚糖中可以提取0.54克的糠醇，而玉米芯中的木聚糖含量为35%～40%)。而糠醇作为重要有机化工原料，用于合成各种性能的呋喃树脂，用作胶黏剂、涂料、绝缘材料、增塑剂、添加剂等，广泛应用于食品、医药、日化和铸造等领域。近年来，高能量、可降解的糠醇也被用于航天航空燃料和推进剂中，被誉为下一代“超级燃料”。

　　成熟的玉米好吃，废弃的玉米芯难再利用。从玉米芯中提取糠醇，传统高温高压化学合成工艺一方面过程复杂，效率不高;另一方面会产生液体酸，腐蚀性强、无法回收，废水排放也是大难题。

　　油料所团队另辟蹊径，创制了新型固体酸催化剂，联用微波辅助水解玉米芯，高效制备出中间产物糠醛。利用基因重组方法，构建了含有还原酶和甲酸脱氢酶的重组大肠杆菌全细胞催化剂，再将全细胞催化剂用磁性海藻酸钠水凝胶固定，提高其活性、稳定性和循环利用率，实现了糠醛到糠醇的高效生物转化。就如同一位巧妙搭配的天府大厨，精心挑选猪肉、木耳、山笋等食材，加油加醋，做出了“木耳炒肉”这道家常菜，之后又添加泡红辣椒等独门佐料，最终做出了“鱼香肉丝”这道川菜名肴。常被白白烧掉的农业废弃物有一天也会变身工业宝贝，发挥出超常价值，油料所团队化腐朽为神奇的“厨艺”亮点就在于通过化学和生物催化的串联，实现玉米芯—糠醛—糠醇的两次转化，走了一条高效合成的新路，节能环保，产量高，应用前景广阔。

　　据悉，糠醇化学式为C5H6O2(2-呋喃甲醇)，是一种无色至淡黄色透明液体。我国既是糠醇的消费大国也是出口大国，年产量在25万吨左右，其中70%～80%内销，也大量出口日本、韩国等。而我国年玉米产量约2.8亿吨，产生约5000万吨玉米芯，如果实现高效合成，只需其中1/40约125万吨玉米芯就可以满足当前糠醇消费。油料所团队郑明明研究员表示，糠醇高效制备，能大幅降低生产成本，让我们看到了废弃物资源再利用的巨大潜力。