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我提出木质纤维素转化新策略

文章来源：中国化工报更新时间：2020-03-03 09:41:21

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员另辟蹊径，提出了基于纤维小体全菌催化剂的木质纤维素整合生物糖化(CBS)策略，为木质纤维素生物转化的工业化实现提供了技术指引。

　　木质纤维素转化主要包括预处理、酶解糖化以及发酵3个步骤，其中糖化被认为是木质纤维素生物转化可行性的决定性因素。与目前已知的其他木质纤维素生物转化策略相比，CBS策略一方面采取类似于整合生物加工(CBP)的方式将酶的生产与水解步骤有机整合，在用酶成本方面具有优势;另一方面将下游发酵步骤进行一定程度上的分立，将可发酵糖用作下游发酵中的平台化学品，与CBP相比具有显著的产品出口灵活性。研究人员前期已成功构建了高效的CBS全菌催化剂，优化了糖化过程以降低生产成本并缩短了过程，并且通过偶联预处理工艺和下游应用技术初步建立了基于CBS工艺的整个木质纤维素生物转化途径，在实验室小试水平完成了CBS工艺开发。

　　CBS工艺以可发酵糖作为产品，使可发酵糖的生产成本低于淀粉糖成本，是将基于CBS工艺的木质纤维素生物转化技术应用于实际工业生产的前提。要进一步提高CBS糖化效率和糖产量，优化CBS生物催化剂和工艺需要解决如下关键问题：提高CBS全菌催化剂对预处理衍生的抑制物的耐受性、优化纤维小体中不同功能组分的活力平衡、研制新工艺和配套装备提高糖化的传质效率以提高底物载量、提高预处理方法和下游应用技术与CBS工艺的兼容性等。

　　目前，研究人员正在与企业合作将CBS工艺进行中试放大，建立基于该工艺的工业示范系统，完成整套基于CBS工艺的木质纤维素生物转化技术方案。木质纤维素生物质具有替代化石资源的巨大潜力，可有效缓解全球对原油的依赖。虽然国内外已有一些纤维素乙醇等木质纤维素产品问世，但与化石来源的产品相比，木质纤维素产品迄今为止大多仍不具备市场竞争力，因此亟需提高木质纤维素转化技术的经济性。

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