近日，中國農業(yè)科學院麻類研究所農產品加工微生物遺傳改良與應用創(chuàng)新團隊基于生物質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，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，還能將燃料醇生產過程中產生的二氧化碳加以利用，開辟了二氧化碳減排利用新途徑。相關成果發(fā)表在《生物資源技術（Bioresource Technology）》上。
琥珀酸制備技術長期依賴昂貴的石油基原料，且合成過程污染嚴重，采用生物質原料生產琥珀酸兼具低成本、過程清潔、可持續(xù)等優(yōu)點，應用前景廣闊。主流的工業(yè)纖維乙醇生產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，且產生的富營養(yǎng)發(fā)酵廢水對環(huán)境產生巨大壓力，嚴重制約產業(yè)發(fā)展。麻類等木質纖維素生物質經預處理和酶水解后可產生豐富的可發(fā)酵糖，是一種理想的可再生微生物發(fā)酵基質，但高成本的煉制工藝阻礙了其規(guī)模化應用進程，將纖維乙醇與其他高值產品進行聯(lián)合生產成為提升產業(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)化產物精煉過程，實現(xiàn)了對木質纖維素生物質水解液中可發(fā)酵糖的充分利用，此外，將燃料醇生產過程中產生的二氧化碳加以利用，在減少碳損失的同時又生產出了琥珀酸產品，開辟了溫室氣體二氧化碳利用的新途徑。聯(lián)產技術利用每100克生物質原料可同時合成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。該技術作為一項綠色環(huán)保的生產工藝，具有很好的環(huán)境和經濟效益。將該技術與麻纖維脫膠技術進行工藝耦合和過程優(yōu)化，有望實現(xiàn)麻類加工副產品的高值化轉化、促進廢棄物利用和碳減排，對麻類產業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
該研究得到中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程的資助。（通訊員 廖勇鳳）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.125578
