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科技日?qǐng)?bào)記者 宋迎迎 通訊員 劉亞君 張躍冬
6月8日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉，該所代謝物組學(xué)研究組開發(fā)了以農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)為原料生產(chǎn)乳酸的新方法，通過基于高溫厭氧全細(xì)胞催化的整合協(xié)作發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)纖維素基L-乳酸的生產(chǎn)。該成果于6月7日在線發(fā)表于環(huán)境科學(xué)期刊《環(huán)境管理雜志》。
一直以來，乳酸大規(guī)模生物合成依賴于葡萄糖、淀粉等糧食碳源。我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及“雙碳”目標(biāo)的提出，對(duì)乳酸等大宗化學(xué)品的低成本生產(chǎn)提出了新的要求。木質(zhì)纖維素的非糧碳源化兼具減碳、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，但其依賴于木質(zhì)纖維素到可發(fā)酵糖的高效轉(zhuǎn)化。
研究團(tuán)隊(duì)面向我國建立自主、高效木質(zhì)纖維素糖平臺(tái)的迫切需求，前期提出了以產(chǎn)纖維小體高溫梭菌為全細(xì)胞催化劑的整合生物糖化（CBS）全新技術(shù)思路，進(jìn)而建立了高效非糧糖平臺(tái)。CBS技術(shù)已被證明可以與下游微藻、酵母、細(xì)菌發(fā)酵相結(jié)合，并已被應(yīng)用于木質(zhì)纖維素基普魯蘭多糖的生產(chǎn)，證明了實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)高值轉(zhuǎn)化的可行性。
在前期研究基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步篩選和分離了一株與CBS條件匹配的高溫乳酸生產(chǎn)細(xì)菌2H-3，以玉米秸稈、小麥秸稈或木糖渣為底物，通過CBS技術(shù)獲得糖化液后，直接接種2H-3細(xì)胞即可實(shí)現(xiàn)乳酸的發(fā)酵生產(chǎn)，無須中間滅菌、補(bǔ)充營養(yǎng)物或調(diào)節(jié)發(fā)酵條件，進(jìn)而成功實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)全細(xì)胞催化過程的一體化整合，實(shí)現(xiàn)了高光學(xué)純度（99.5%）、高產(chǎn)量（51.36g/L）和高收率（0.74g/g生物量）的木質(zhì)纖維素基乳酸生產(chǎn)。
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