冻融预处理优化玉米秸秆厌氧发酵产挥发性脂肪酸：初始pH调控与东北地区低温资源化利用

为解决玉米秸秆资源化利用难题，来自中国东北地区的研究人员创新性地利用当地低温气候优势，开展冻融预处理对玉米秸秆微观结构及厌氧发酵产酸影响的研究。结果表明：冻融处理使还原糖释放量提升15.8%-67.0%，SCOD值提高13.9%-68.9%，最佳条件下产酸量较对照组增加77.9%，初始pH 7.5-8时获得最高产酸量3.8 g/L。该研究为木质纤维素废弃物低成本预处理提供重要理论支撑。

　　

中国东北地区的严寒气候意外成为木质纤维素预处理的"天然实验室"。以玉米秸秆为研究对象，科学家们发现反复冻融就像微型"冰刀"，能精准破坏纤维素与半纤维素间无定形区的氢键网络——扫描电镜显示预处理后秸秆表面出现明显裂隙，木质素剥离效率提升68.9%。这种零能耗预处理技术使还原糖释放量飙升67%，相当于为后续微生物发酵备好了"预制菜"。

更有趣的是，发酵罐中的pH值如同精准的代谢开关：当环境维持在7.5-8的弱碱性范围时，产酸菌群活性达到巅峰，挥发性脂肪酸(VFA)产量飙升至3.8 g/L^-1，其中乙酸占比超60%。低温预处理与pH调控的协同效应，使整体产酸效率较传统方法提升77.9%，SCOD(可溶性化学需氧量)值突破6800 mg/L。这项研究为寒区农业废弃物资源化提供了"借自然之力"的绿色方案。