木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（LB）是一種極具潛力的生產(chǎn)聚羥基脂肪酸酯（PHA）的原料。它可再生、經(jīng)濟高效，且不與糧食競爭，為實現(xiàn)循環(huán)生物經(jīng)濟提供了有力支持。利用木質(zhì)纖維素生物質(zhì)合成PHA，不僅有助于降低生產(chǎn)成本，還能夠減少對環(huán)境的負面影響，展現(xiàn)出作為傳統(tǒng)塑料替代品的巨大應用潛力。
近日，天津科技大學教授馬曉軍和李冬娜團隊在《Biotechnology Advances》上發(fā)表了題為“Lignocellulosic biomass as promising substrate for polyhydroxyalkanoate production: Advances and perspectives”的綜述文章。文章總結(jié)了近年來在使用低成本LB作為潛在原料進行PHA生物合成方面的研究突破；重點闡述了PHA生物合成的代謝機制、途徑及關鍵酶，并提供了改進微生物生產(chǎn)能力和發(fā)酵代謝工程的見解；此外，該工作還介紹了PHA生產(chǎn)的生命周期評估和技術經(jīng)濟分析；最后提出了LB與其他碳源共同發(fā)酵、集成工藝開發(fā)和共同生產(chǎn)策略的發(fā)展方向，以降低PHA生產(chǎn)成本和有效增值廢物。
圖2. LB到PHA生產(chǎn)的循環(huán)生物經(jīng)濟過程
2.LB三大組分合成PHA的進展及代謝途徑
圖3. 提高LB中可發(fā)酵糖可用性的預處理方法
圖5. LB衍生木質(zhì)素合成PHA的代謝途徑
該文章提出了木質(zhì)纖維素生物質(zhì)作為底物合成PHA面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向，具體包括以下幾個方面：（1）LB與其他碳源結(jié)合的共底物發(fā)酵（2）將預處理、糖化、發(fā)酵、提取和回收結(jié)合的集成工藝開發(fā)（3）與PHA共同生產(chǎn)氨基酸、氫氣和生物乙醇等的共生產(chǎn)策略（4）先進的生命周期評估（LCA）和技術經(jīng)濟分析（TEA）工具的運用（5）具有獨特性能的非天然PHA的生產(chǎn)。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2024.108512
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