木质纤维素类有机废弃物作为一种可再生资源,在能源和化工利用方面具有得天独厚的优势。厌氧生物转化是其利用的主要途径,但以沼气发酵和纤维素乙醇为代表的传统的厌氧发酵技术始终存在成本高、产品附加值低等共性问题。与其相比,有机废弃物碳链延长合成中长链脂肪酸技术是一种新兴的资源化利用技术,其中己酸具有能量密度高、疏水性强、可转化多种高值化学品、产品附加值高的特点。近年来深受各国研究者的广泛关注。本文以木质纤维素类有机废弃物—玉米秸秆作为研究对象,通过生物预处理提高原料利用率,强化酸化效率,同时调控液相产物中的结构与比例,进行无外源乙醇添加的醇类碳链延长合成己酸的研究。具体研究内容和结论如下:（1）利用好氧生物预处理技术强化玉米秸秆水解酸化能力,研究预处理时间和湿度对玉米秸秆的预处理效果的影响并对其机理进行分析。研究结果表明:好氧生物预处理2天后,厌氧发酵产酸效果最好,单位挥发性脂肪酸产量较未处理组提高46.73%。好氧生物预处理3天后,单位挥发性脂肪酸产量较未处理组仅提高了7.49%。好氧生物预处理5d,单位挥发性脂肪酸产量较未处理组降低了18.66%。利用复合菌系好氧生物处理作为以能源化、资源化为目的的玉米秸秆厌氧发酵的预处理方法时应严格控制预处理时间,避免因为纤维素、半纤维素过度降解导致的产品产率下降问题。虽然一般认为高湿度有利于秸秆好氧处理,但研究结果表明,低湿度有利于促进好氧生物处理过程中木质素降解,避免纤维素、半纤维素过度降解,从而提高了后续秸秆水解酸化效率。在湿度40%、预处理时间为2d的条件下,预处理的木质素去除率为28.25%,发酵液中单位挥发性有机酸含量比未处理的玉米秸秆提高了213.71%。通过微生物群落分析,随时间增加微生物群落中放线菌、芽孢杆菌、曲霉菌、角担菌是预处理过程中的优势种群,低湿度和高湿度下微生物的菌群结构不同,不同功能微生物共同作用对木质纤维素的降解作用不同,通过绝对定量分析,在整个预处理过程中,细菌数量远高于真菌数量,细菌对木质纤维素降解的贡献最大。（2）通过配水试验确定醇酸比3:1条件下己酸的积累量最高,其次是醇酸比1:1条件下。不合理的醇酸比会影响己酸的生成同时会造成乙酸和丁酸的过度积累。通过控制pH,结合液相组分变化,pH=6组乙醇和乙酸最大值分别为1491.8 mg/L和1924.83mg/L。添加YUAN-3菌群会提高液相中乙醇比例,但乙醇产量相较于不添加YUAN-3菌群有所下降,因此选择pH 6为最佳pH条件。（3）乙醇型发酵耦合碳链延长技术合成己酸实验中,pH是己酸合成过程中一个重要的环境因素。合理控制pH对提高产己酸相的发酵效能非常关键。最适pH为5.5,己酸产量可达1804.68 mg/L,约占液相总SCOD的80.84%。低pH条件会严重抑制微生物活性,使得乙醇被氧化为乙酸,而乙酸的转化率显著降低,从而造成了乙酸的累积,同时中性pH条件会造成不充分的碳链延长,使得丁酸被大量积累,无法用于合成己酸。而碱性条件下则会严重抑制产己酸菌的生物活性。通过微生物群落分析表明,pH是对己酸合成微生物群落差异性变化的主要因素之一。以上研究表明,木质纤维素类有机废弃物—玉米秸秆可转化为中长链脂肪酸（MCFAs）,且可通过调控乙醇型发酵耦合碳链延长技术实现无外源乙醇添加的调控按下获得较高的己酸产量。同时为玉米秸秆在低湿度下的好氧生物预处理提供了一个有趣的降解机理探究。相关成果为木质纤维素类原料合成中长链脂肪酸提供了借鉴,对木质纤维素类生物质资源化利用技术的发展具有一定的学术意义和实践价值。