近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所農(nóng)產(chǎn)品加工微生物遺傳改良與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于生物質(zhì)原料中己糖和戊糖的充分利用，發(fā)明一種琥珀酸與乙醇聯(lián)合發(fā)酵技術(shù)，不僅有效減少麻類等纖維原料發(fā)酵過程中二氧化碳的排放，還能將燃料醇生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳加以利用，開辟了二氧化碳減排利用新途徑。相關(guān)成果發(fā)表在《生物資源技術(shù)（Bioresource Technology）》上。
據(jù)介紹，琥珀酸制備技術(shù)長期依賴昂貴的石油基原料，且合成過程污染嚴(yán)重，采用生物質(zhì)原料生產(chǎn)琥珀酸兼具低成本、過程清潔、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。主流的工業(yè)纖維乙醇生產(chǎn)菌株無法有效利用戊糖，且合成乙醇過程中釋放大量二氧化碳尾氣，造成碳源大量浪費(fèi)，且產(chǎn)生的富營養(yǎng)發(fā)酵廢水對環(huán)境產(chǎn)生巨大壓力，嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展。麻類等木質(zhì)纖維素生物質(zhì)經(jīng)預(yù)處理和酶水解后可產(chǎn)生豐富的可發(fā)酵糖，是一種理想的可再生微生物發(fā)酵基質(zhì)，但高成本的煉制工藝阻礙了其規(guī)模化應(yīng)用進(jìn)程，將纖維乙醇與其他高值產(chǎn)品進(jìn)行聯(lián)合生產(chǎn)成為提升產(chǎn)業(yè)附加值的重要策略。
基于微生物合成琥珀酸和乙醇的特性，科研人員通過耦合優(yōu)化產(chǎn)物精煉過程，實(shí)現(xiàn)了對木質(zhì)纖維素生物質(zhì)水解液中可發(fā)酵糖的充分利用，此外，將燃料醇生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳加以利用，在減少碳損失的同時(shí)又生產(chǎn)出了琥珀酸產(chǎn)品，開辟了溫室氣體二氧化碳利用的新途徑。聯(lián)產(chǎn)技術(shù)利用每100克生物質(zhì)原料可同時(shí)合成8.6克乙醇和8.7克琥珀酸，成本核算顯示，其工業(yè)附加值比單一纖維乙醇或琥珀酸合成工藝提高了1倍以上。
該技術(shù)作為一項(xiàng)綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝，具有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。將該技術(shù)與麻纖維脫膠技術(shù)進(jìn)行工藝耦合和過程優(yōu)化，有望實(shí)現(xiàn)麻類加工副產(chǎn)品的高值化轉(zhuǎn)化、促進(jìn)廢棄物利用和碳減排，對麻類產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資助。
