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针对玉米秸秆水解液中木质素抑制益生菌生长的问题，研究人员开展蛋清蛋白热凝固（EWPs-TC）技术去除木质素的研究。结果显示其可去除 91.87% 胶体木质素和 21.08% 溶解木质素，显著促进青春双歧杆菌（Bifidobacterium adolescentis）增殖，絮凝物具高营养价值，为秸秆高值化利用提供新路径。
在全球资源紧缺与环保需求日益迫切的背景下，农业废弃物的高值化利用成为科研热点。玉米秸秆作为丰富的 lignocellulose（木质纤维素）资源，经水热预处理后可产生大量单糖和寡糖，这些糖类能为益生菌提供碳源，具有巨大的开发潜力。然而，玉米秸秆水热预处理过程中会产生 furans（呋喃类）、weak organic acids（弱有机酸）和 phenolic compounds（酚类化合物）三类抑制物，其中木质素降解产生的酚类化合物对微生物生长代谢的抑制作用最为显著。
木质素衍生物主要以 colloidal lignin（胶体木质素）和 dissolved lignin（溶解木质素）形式存在于玉米秸秆水解液（Corn Stalk Hydrolysate，CSH）中，其通过破坏细胞膜完整性，还可与呋喃类或有机酸协同抑制微生物生长，严重阻碍了水解液在益生菌培养等领域的应用。现有去除木质素的方法如 peroxidase treatment（过氧化物酶处理）、activated carbon adsorption（活性炭吸附）等，或因成本高，或因高温下效果差、易造成二次污染等问题受限。因此，开发一种高效、低成本、环境友好的木质素去除技术，对推动玉米秸秆水解液的高值化利用至关重要。
为解决上述问题，天津科技大学的研究人员开展了相关研究，其成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。该研究证实蛋清蛋白热凝固（thermal coagulation of egg white proteins，EWPs-TC）技术可高效去除高温玉米秸秆水解液中的木质素，显著促进青春双歧杆菌（Bifidobacterium adolescentis）增殖，且产生的絮凝物具备高值化利用潜力，为木质纤维素水解液的资源化利用提供了新思路。
研究采用的主要关键技术方法包括：首先在常温和高温条件下，对比 EWPs-TC 技术与 PAC（聚合氯化铝）、CPAM（阳离子聚丙烯酰胺）及 PAC-CPAM 组合的木质素去除效果；利用聚焦光束反射测量（focused beam reflectance measurement，FBRM）技术分析 EWPs-TC 过程中絮凝物特性；通过等温滴定量热法（isothermal titration calorimetry，ITC）研究 EWPs - 木质素复合物形成的热力学变化；借助圆二色谱光谱及分子间作用力分析，探究高温对 EWPs 二级结构及分子间相互作用的影响；通过体外发酵实验评估 EWPs-TC 处理对青春双歧杆菌生长的影响；测定絮凝物的粗蛋白含量、抗氧化活性等评估其高值化潜力。样本中的玉米秸秆来源于中国山东省。
研究结果
不同 coagulation 方法的木质素去除效果对比
研究发现，在高温水解液中，EWPs-TC 技术对木质素的去除效果显著优于 PAC、CPAM 及 PAC-CPAM 组合。其中，对胶体木质素的去除率高达 91.87%，对溶解木质素的去除率为 21.08%，远超其他三种方法，证实 EWPs-TC 技术在高温条件下具有优异的木质素去除能力。
EWPs-TC 技术去除木质素的机制探究
通过对絮凝物特性及分子间作用的分析表明，高温可促进 EWPs 与木质素形成复合物，主要通过氢键和疏水相互作用实现；同时，高温还通过疏水相互作用、氢键及二硫键促进这些复合物聚集形成更大的絮凝物。FBRM 结果显示絮凝物粒径增大，ITC 及圆二色谱分析进一步揭示了高温下 EWPs 二级结构变化及分子间作用力增强，共同推动了木质素的高效去除。
EWPs-TC 处理对青春双歧杆菌增殖的影响
经 EWPs-TC 处理的水解液显著促进了青春双歧杆菌的增殖，其活菌数最高达到 3.98×1010 CFU/mL，最大比生长速率（μmax）为 0.20。这一增强效应归因于水解液中残留蛋白提供的氮源，以及木质素被有效去除后解除了对微生物的抑制作用。
EWPs-TC 处理产生絮凝物的高值化潜力评估
研究发现，EWPs-TC 过程产生的絮凝物粗蛋白含量高达 553.30 mg/g 絮凝物，且具有抗氧化活性（18.66 mg BE/g 絮凝物），表明其具备作为饲料添加剂的可行性，为提升工艺经济性提供了可能。
研究结论与意义
本研究明确了 EWPs-TC 技术在高温玉米秸秆水解液木质素去除中的显著优势，其对胶体木质素和溶解木质素的去除效果远超传统 coagulant。机制研究揭示了高温通过增强 EWPs 与木质素间的氢键、疏水相互作用及二硫键等，促进复合物形成与聚集，是高效去除木质素的关键。
同时，该技术通过去除木质素和保留氮源，有效促进了青春双歧杆菌的增殖，为水解液在益生菌培养领域的应用奠定了基础。此外，絮凝物的高粗蛋白含量和抗氧化活性，使其在饲料添加剂等领域具有实用价值，进一步提升了整个工艺的经济效率。
综上，EWPs-TC 技术作为一种高效、环保的预处理技术，不仅解决了玉米秸秆水解液中木质素抑制微生物生长的难题，还为秸秆资源的高值化利用开辟了新途径，对推动农业废弃物资源化、益生菌产业发展等具有重要的理论与实践意义。
