中科院大連化物所木質(zhì)纖維素制乙醇研究工作取得新進(jìn)展
2016-02-05 來源:中國聚合物網(wǎng)
燃料乙醇是一種優(yōu)質(zhì)可再生的清潔能源,添加于汽油燃料里可替代部分石油基燃料并能降低污染物排放,已在國際上得到廣泛使用。目前燃料乙醇主要依靠糧食淀粉和植物糖類為原料經(jīng)發(fā)酵制得。利用來源廣泛的農(nóng)、林廢棄物等各類木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇有著極為廣闊的前景,也是數(shù)十年來生物化工技術(shù)領(lǐng)域研究的一個(gè)焦點(diǎn)。木質(zhì)纖維素制乙醇至少需要經(jīng)過預(yù)處理、酶解、發(fā)酵三步完成,其中預(yù)處理過程中產(chǎn)生的毒性物質(zhì)(如乙酸、糠醛、苯酚等)嚴(yán)重抑制酵母生長和乙醇發(fā)酵,成為纖維素乙醇生產(chǎn)的主要技術(shù)瓶頸。目前主要通過水洗、物理、化學(xué)和生物等方法對(duì)預(yù)處理木質(zhì)纖維素及其酶解液進(jìn)行深度脫毒才能實(shí)現(xiàn)較好的發(fā)酵效果,但是復(fù)雜的工藝、昂貴的設(shè)備投資、大量的水耗以及可發(fā)酵糖的損失等極大地降低了纖維素乙醇生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益,從而制約了纖維素乙醇的工業(yè)化進(jìn)程。
中科院大連化物所生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)研究組(DNL0602)張宗超研究團(tuán)隊(duì)在木質(zhì)纖維素制乙醇研究工作中,發(fā)現(xiàn)聚乙二醇(PEG)與酵母細(xì)胞有很好的生物兼容性,而且PEG對(duì)工業(yè)釀酒酵母細(xì)胞(淀粉基)具有顯著的外保護(hù)“原位脫毒”功能。這種化學(xué)分子的外保護(hù)使酵母細(xì)胞在與毒性物質(zhì)共同存在時(shí),仍具有將速生楊、玉米秸稈等木質(zhì)纖維素水解液發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的能力。研究結(jié)果表明,工業(yè)釀酒酵母(淀粉基)在PEG保護(hù)的條件下可直接將木質(zhì)纖維素水解液轉(zhuǎn)化為乙醇,無需進(jìn)行基因改造、適應(yīng)性培養(yǎng)。該方法可有效簡化生產(chǎn)工藝、減少水耗和設(shè)備投資,推動(dòng)纖維素乙醇的工業(yè)化進(jìn)程。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表于近期的Scientific Reports(doi:10.1038/srep20361)上。
以上研究工作得到了“國家千人計(jì)劃”項(xiàng)目資助。
中科院大連化物所生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)研究組(DNL0602)張宗超研究團(tuán)隊(duì)在木質(zhì)纖維素制乙醇研究工作中,發(fā)現(xiàn)聚乙二醇(PEG)與酵母細(xì)胞有很好的生物兼容性,而且PEG對(duì)工業(yè)釀酒酵母細(xì)胞(淀粉基)具有顯著的外保護(hù)“原位脫毒”功能。這種化學(xué)分子的外保護(hù)使酵母細(xì)胞在與毒性物質(zhì)共同存在時(shí),仍具有將速生楊、玉米秸稈等木質(zhì)纖維素水解液發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的能力。研究結(jié)果表明,工業(yè)釀酒酵母(淀粉基)在PEG保護(hù)的條件下可直接將木質(zhì)纖維素水解液轉(zhuǎn)化為乙醇,無需進(jìn)行基因改造、適應(yīng)性培養(yǎng)。該方法可有效簡化生產(chǎn)工藝、減少水耗和設(shè)備投資,推動(dòng)纖維素乙醇的工業(yè)化進(jìn)程。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表于近期的Scientific Reports(doi:10.1038/srep20361)上。

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