聯(lián)合生物加工工藝生產(chǎn)乙醇的展望-wenkub
2023-04-19 23:50:45 本頁面
【正文】 rnative approach with outstanding potential.Key words bioenergy conversion。應(yīng)用生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉?，能緩解石油、天然氣等不可再生化石能源日漸枯竭帶來的能源壓力。聯(lián)合生物加工（consolidated bioprocessing，CBP）不包括纖維素酶的生產(chǎn)和分離過程，而是把糖化和發(fā)酵結(jié)合到由微生物介導(dǎo)的一個(gè)反應(yīng)體系中，因此與其它工藝過程相比較,底物和原料的消耗相對(duì)較低，一體化程度較高[3]。生理學(xué)研究和14Ｃ標(biāo)記的纖維素實(shí)驗(yàn)說明，生長于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內(nèi)低聚糖攝取過程中β糖苷鍵磷酸解的效率,并且這些效益超過了纖維素合成的生物能量成本 [3，4]。然而，以產(chǎn)纖維素酶為特征的工業(yè)生產(chǎn)中卻不添加活體纖維素裂解菌。以基因重組等為代表的生物工程技術(shù)已經(jīng)使這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)，并為設(shè)計(jì)出更完善的CBP酶系統(tǒng)提供了可能。有研究者對(duì)耐乙醇嗜熱菌株的進(jìn)行了篩選和改造[5]，所得的菌株能在60g/L的乙醇濃度下生長，乙醇耐受性能滿足CBP工藝的要求。 重組策略重組策略是通過基因重組的方法表達(dá)一系列的外切葡聚糖酶和內(nèi)切葡聚糖酶等纖維素酶基因，使微生物能以纖維素為唯一碳源，將來源于纖維素的糖類完全或者大部分進(jìn)行發(fā)酵。能在纖維素，半纖維素，纖維二糖，木聚糖，阿拉伯糖上生長的工程菌也有報(bào)道。如在釀酒酵母中，里氏木酶的纖維二糖水解酶Ⅰ基因需要高水平表達(dá)以保證所需要的酶活性，但其它的一些外源基因不需要太高的表達(dá)。未正確折疊的蛋白分泌后要通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合蛋白降解，而且對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)造成壓力。例如將僅能利用己糖的熱纖維梭菌與能利用戊糖的微生物進(jìn)行共培養(yǎng)。[11] Shrestha等用白腐菌在37℃下，對(duì)玉米纖維進(jìn)行1—3天的預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)用釀酒酵母和白腐菌共培養(yǎng)發(fā)酵玉米纖維會(huì)產(chǎn)生更多的乙醇，每100g玉米纖維產(chǎn)3g乙醇 [12] 。它有多種優(yōu)點(diǎn)。如細(xì)胞溶膠中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體能產(chǎn)生和分泌復(fù)雜結(jié)構(gòu)的酶，如纖維二糖水解酶Ⅰ，而細(xì)菌沒有這些分泌系統(tǒng)。2﹑導(dǎo)入其它基因。許多證據(jù)表明，乙醇耐受基因不是單一的基因，全轉(zhuǎn)錄工程提供了一個(gè)新方法。已有里氏木霉的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究報(bào)道[16]，對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的深入研究，可以使轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在低糖濃度下對(duì)糖類的親和力較高，使糖類更好的被利用。目前我國的乙醇主要由甘蔗﹑玉米﹑等糧食生產(chǎn)，因此受到原料價(jià)格和來源上的限制。參考文獻(xiàn)1 Himmel ME, Ding SY, Johnson DK, Andney WS, Nimlos MR, Brady JW, Foust TD：Biomass recalcitrance: Engineering plants and enzymes for biofuels production. Science 2007 315:8048072 Foust TS, Ibsen KN, Dayton DC, Hess JR, Kenney KE: The Biorefinery In Biomass Recalcitrance: Deconstructing the Plant Cell Wall for Bioenergy. Edited by Himmel ME. London, UK: Blackwell Publishing。纖維素降解菌里氏木霉能夠分泌一系列酶將木質(zhì)纖維素分解為糖，并能最終發(fā)酵為乙醇。5 研究展望隨著化石能源的減少，尋求清潔能源將是未來的普遍做法。糖類不能自由地穿過細(xì)胞膜，微生物是通過特定的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1