玉米芯的综合利用研究现状

吴宪玲 侯晓玉 王笑可 张道勇 邱红妹

摘要：玉米芯是一种重要的可回收利用资源。根据玉米芯综合利用研究进展，阐述玉米芯综合利用的方法和途径，包括生产吸附剂、石墨烯、餐具、全生物质再生膜、乙醇等，为玉米芯的开发利用提供技术参考。

关键词：玉米芯;综合利用;吸附剂;乙醇;餐具

中图分类号：S38    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）06-0059-02

玉米芯是一种常见的农业副产物，由玉米棒脱粒加工而得，具有来源广泛、价格低廉等优点。近年来，随着科技的不断进步，玉米芯逐渐受到研究人员重视，其价值也被逐渐探究开发。综述玉米芯综合利用研究进展，旨在为玉米芯资源的研究、开发和进一步利用提供技术参考。

1 玉米芯制备吸附剂

1.1 吸附废水中重金属

天然玉米芯的吸附能力有限，所以对玉米芯进行改性，使其对重金属吸附能力增强，对废水中的金属离子进行净化。当前，关于玉米芯在污水处理方面的研究比较多。

甄宝勤利用玉米芯进行含Cd2+水处理。结果表明，玉米芯对Cd2+有较好地吸附效果，且活化后的玉米芯粉对Cd2+的吸附比天然玉米芯效果好，溶液的pH值在7左右，吸附时间为2 h，对Cd2+的吸附率可达98%以上。章贞阳利用硫酸作脱水剂制备玉米芯活性炭，用来吸附废水中的Cr（Ⅵ）。试验考察pH、吸附平衡时间、吸附剂用量和Cr（Ⅵ）初始浓度对吸附效果的影响，进而确定用玉米芯活性炭吸附Cr（Ⅵ）的最优条件。

还有研究表明，玉米芯可用磷酸改性，改性后的玉米芯可吸附水中重金属Pb2+和CU2+。邱会东等用不同表面活性剂对玉米芯改性，初步研究改性玉米芯吸附废水中苯酚的影响因素。陈玉成和胡必琴通过模拟试验探讨经活化后的玉米芯粉吸附汞的效果及其主要技术参数。

1.2 吸附甲醛

甲醛在生活中是常见的，装修过程中的墙壁胶水、家具漆大多含有甲醛。吸附是去除空气中有机污染物的重要手段之一。人们以玉米芯为原材料制备甲醛吸附剂，将玉米芯炭化后制得炭化玉米芯（AC组）。袁渊等用H3PO4、NaHSO3改进炭化工艺流程，得到磷酸改性组（P-AC组）和饱和亚硫酸氢钠改性组（C-AC组）。通过不同玉米芯与H3PO4的料液浸渍比和饱和NaHSO3浸泡时间，研究炭化玉米芯材料的比表面积对甲醛气体吸附效果的影响。结果表明，通过饱和亚硫酸氢钠溶液对炭化玉米芯改性，可更好地提升其甲醛吸附性能。

1.3 其他

玉米芯可用来制备废水中活性艳蓝、氨氮、亚甲基蓝、孔雀石绿、氨氮的吸附剂。

2 玉米芯栽培食用菌类

玉米芯中的纤维素含量为30%左右，还富含Cu，K，Mg等矿质元素，碳含量41.36%～50.54%，氮含量0.3%～1.32%，矿物质磷含量0.12%～0.32%，钾含量0.34%～2.0%，钙含量0.17%～1.2%，是栽培食用菌的优质原料。

潘春磊以玉米芯为主要原料在棚室地床栽培双孢菇，既具有一定的经济效益，还提高设施的利用率，以及减少秸秆焚烧，生态效益和环境效益良好。郭惠东利用玉米芯栽培鸡腿蘑，发现此法栽培的鸡腿蘑抗逆性和抗病虫性效果显著。马洁以玉米芯为主要材料，袋料高产栽培猪肚菇，极大地提高了玉米芯资源化利用水平，使玉米产业附加值得到大幅提升。同时，产生的菌渣可作为菌肥还田，提高土壤肥力，形成循环可持续生产。张紫华等用玉米芯部分替代棉籽壳栽培银耳，并获得了最佳配方，既保证企业生产效益，又有效减轻银耳生产企业对棉籽壳原料的依赖。这些技术不仅有助于获得高产食用菌，也提高了玉米芯的综合利用水平。

3 玉米芯制备石墨烯

新材料之王“石墨烯”是世界公认的神秘材料，它比钢硬200倍，比最好的導电银更好，而厚度是头发的十万分之一。 我国专家利用从玉米芯中提取糠醛等物质后剩余的纤维素制备生物质石墨烯材料，并实现批量生产，已创超亿元产值。生产石墨烯的方法有很多，但用玉米芯制备石墨烯较为环保，且成本低。同时，用其制备的生物质石墨烯材料质量高、导电性优异。

4 玉米芯制作餐具

玉米芯含有丰富的纤维素、木质素等，在一定条件下可使其具有致密性状且易于降解。玉米芯具有生物可降解性，不会对环境造成污染。赵轶凡等研究新型环保玉米芯餐具时，以玉米芯粉为主材料，以淀粉、壳聚糖、黄原胶、聚乙烯醇为胶黏剂，在90 ℃恒温水浴锅中熔融30 min，再通过一系列后续处理制备环保餐具。用玉米芯粉代替普通餐具的部分材料，极大地减少了一次性餐具制品对人体的危害和对环境的污染，具有节能减排的效果。

5 玉米芯制备乙醇

李永莲等以玉米芯为原料，利用纤维素酶对其进行酶解，研究酶解和发酵过程的影响因素，以探究用玉米芯生产发酵燃料乙醇的可行性和经济性。采用纤维素酶对玉米芯进行酶解，加入酵母菌对酶解液进行发酵，研究酶法降解玉米芯和酵母菌发酵的最佳工艺方法。得到最优的酶解条件为：纤维素酶0.6 mL，pH值为5～6，温度40 ℃，Tween-80添加量1%，微量元素添加量0.5%，酶解48 h后还原糖浓度达最大值。最优的发酵条件为：活化后酵母菌接种量40 mL，发酵温度30 ℃，发酵36 h，乙醇产量最高。

6 玉米芯制作全生物质再生膜

玉米芯中的半纤维素在工业上用于生产糠醛、木糖醇等物质，而其它生物质资源（主要成分为纤维素和木质素）形成废渣，未得到充分利用，造成资源浪费和环境污染。

李锦阳等利用玉米芯工业废渣制备高强度的全生物质再生膜。玉米芯废渣在不经过任何预处理的情况下，可溶解于1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AmimCl）离子液体中，水中再生后得到棕黄色透明薄膜，其具有良好的机械性能，拉伸强度和模量分别为72 MPa和5.2 GPa。向玉米芯废渣/离子液体溶液中添加高分子量的棉纤维（聚合度为2000），可使再生膜的机械强度进一步提高。当棉纤维添加量为废渣质量10%时，再生膜的拉伸强度提高12%。这种方法简单易行且有效，可使低价值的玉米芯废渣得到高值化利用，具有广阔的应用前景。

7 其他

陸步诗等以玉米芯为原料，利用纤维素酶对其降解生成还原糖，酵母菌降解物发酵生产低醇饮料。

8 结语

玉米芯作为玉米生产与加工的副产物，是一种重要的可回收利用资源。目前，市面上开发的玉米芯产品种类非常多，但玉米芯深加工产品的工业化生产还很薄弱。目前对玉米芯的开发利用应转向利用高新技术制备附加值高产品，且不会对环境产生污染，例如以玉米芯为原料制备低聚木糖高微晶纤维、膳食纤维等。开发玉米芯产品具有良好的市场前景，应进一步加大开发利用力度。

收稿日期：2019-09-26

作者简介：吴宪玲（1989—），女，硕士，讲师，从事食品质量与安全方面的教学和研究。

参考文献

[1] 章贞阳.玉米芯活性炭的制备及其对废水中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[J].安徽农业科学，2019，47（12）：78-82.

[2] 袁渊，张雪嶕，闫明明，等.改性炭化玉米芯对甲醛的吸附性能研究[J].环境工程，2017，35（3）：118-122.

[3] 王丽敏，魏薇，王红，等.玉米芯生物炭对水中活性艳蓝的吸附特性[J].粮食与油脂，2019，32（6）：8-11.

[4] 黄锦贵，张晓然，梁维新.改性玉米芯对孔雀石绿的吸附研究[J].安徽农业科学，2019，47（12）：62-66.

[5] 郭惠东，任鹏飞，任海霞，等.玉米芯栽培鸡腿蘑病虫害防控关键技术研究[J].山东农业科学，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