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  近期，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院楊建明教授團(tuán)隊(duì)在利用木質(zhì)纖維素降解液合成生物基產(chǎn)品領(lǐng)域再次取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表在生物工程技術(shù)領(lǐng)域Top期刊Biotechnology for Biofuels。

  我國木質(zhì)纖維素資源十分豐富，僅作物秸稈類木質(zhì)纖維素資源年產(chǎn)量就達(dá)7億噸左右，相當(dāng)于5億噸標(biāo)煤，而目前實(shí)際使用量僅為2.2億噸左右。木質(zhì)纖維素組分主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其中，纖維素和半纖維素是由單糖分子聚合而成的生物天然高分子，儲(chǔ)量巨大，可以水解成為單糖，供下游生物、化學(xué)轉(zhuǎn)化過程利用。然而，限制木質(zhì)纖維素利用的主要瓶頸問題是如何低成本、高效率去除木質(zhì)素分子，破壞木質(zhì)纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，從而使纖維素酶能夠高效地接觸底物纖維素，使其降解為微生物可發(fā)酵的單糖。

  楊建明教授研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究探索出一種高效破壞木質(zhì)纖維素分子結(jié)構(gòu)的預(yù)處理方法（磷酸和過氧化氫組合法）。該方法與傳統(tǒng)物理化學(xué)預(yù)處理方法相比具有高效、低成本、能耗低等特點(diǎn)。利用該預(yù)處理方法對(duì)木質(zhì)纖維素（花生殼）進(jìn)行預(yù)處理，可成功去除木質(zhì)纖維素材料中約98%的木質(zhì)素，85%的半纖維素，使得木質(zhì)纖維素固體殘?jiān)拿附馓切矢哌_(dá)95%；獲得的糖水解液無需進(jìn)行脫毒處理即可進(jìn)行同步糖化發(fā)酵。微生物利用上述方法獲得的糖進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生的目標(biāo)產(chǎn)物（異戊二烯）的產(chǎn)量達(dá)到純葡萄糖發(fā)酵的98.8%。該研究成果將為木質(zhì)纖維素的資源化利用提供更為簡便高效的工藝技術(shù)路線。

三種預(yù)處理方法中ph值（a）和糖（b）濃度的變化

預(yù)處理前后纖維吸附的比較

用三種發(fā)酵方法生產(chǎn)異戊二烯

  青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生王蘇蒙和王兆寶科研助理教授為該論文的并列第一作者，楊建明教授為通訊作者，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一通訊單位。上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家外國專家高端山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青島市民生科技項(xiàng)目、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才等項(xiàng)目的資助。

  論文鏈接：https://biotechnologyforbiofuels.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13068-017-0988-5