聯(lián)合生物加工工藝生產(chǎn)乙醇的展望(編輯修改稿)
2025-05-01 23:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 等將好氧菌和厭氧菌共發(fā)酵，提供了發(fā)酵過程中的協(xié)同模型。[11] Shrestha等用白腐菌在37℃下，對玉米纖維進行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)酵玉米纖維會產(chǎn)生更多的乙醇，每100g玉米纖維產(chǎn)3g乙醇 [12] 。建立穩(wěn)定的共培養(yǎng)體系是個復雜的過程，要考慮培養(yǎng)基，生長條件，以及菌株間的代謝關(guān)系。穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的細菌群體的標準是各種生物的生物量在傳代后不會有大的變化并且能夠至少傳代20次。4 里氏木霉在CBP上的應(yīng)用研究 里氏木霉的特點里氏木霉有兩個生物合成體系：一種是在有氧條件下產(chǎn)纖維素酶系統(tǒng)，另一種是厭氧條件下產(chǎn)乙醇的酶系統(tǒng)。它有多種優(yōu)點。，里氏木霉能產(chǎn)生更足量的酶。研究表明，以可溶性糖（葡萄糖和木聚糖）為底物，里氏木霉的乙醇產(chǎn)量低于其它真菌， 但以纖維素為底物比其它的絲狀真菌的乙醇產(chǎn)量高[13]。這可能是由于里氏木霉有很強的分泌系統(tǒng)，并且能產(chǎn)生大量的纖維素降解酶。如細胞溶膠中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體能產(chǎn)生和分泌復雜結(jié)構(gòu)的酶，如纖維二糖水解酶Ⅰ，而細菌沒有這些分泌系統(tǒng)。(萄)糖苷酶將纖維二糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖，解除代謝初產(chǎn)物纖維二糖對纖維素酶活性的抑制 [14]。里氏木霉的這種基本特征決定著它在CBP中將有廣泛的應(yīng)用。 在CBP中，提高乙醇產(chǎn)量的策略．提高乙醇耐受力耐受乙醇要通過以下策略優(yōu)化：1﹑乙醇耐受基因的鑒定和修飾。2﹑導入其它基因。如釀酒酵母的丙酮酸脫羧酶，乙醇脫氫酶來增強乙醇合成。3﹑敲除副產(chǎn)物的相關(guān)基因。高濃度的乙醇能改變細胞膜上的受體蛋白，阻遏糖酵解和代謝循環(huán)，最終抑制細胞的生長和發(fā)酵。許多證據(jù)表明，乙醇耐受基因不是單一的基因，全轉(zhuǎn)錄工程提供了一個新方法。例如分別通過三種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因的突變，釀酒酵母的乙醇耐受力有所提高 [15]。糖類不能自由地穿過細胞膜，微生物是通過特定的糖轉(zhuǎn)運蛋白來利用糖類，所以了解糖轉(zhuǎn)運機制是必要的。轉(zhuǎn)運蛋白作為培養(yǎng)基中糖濃度的 “感受器”，從而使微生物在較廣的范圍內(nèi)利用糖類。已有里氏木霉的糖轉(zhuǎn)運蛋白的研究報道[16]，對轉(zhuǎn)運蛋白的深入研究，可以使轉(zhuǎn)運蛋白在低糖濃度下對糖類的親和力較高，使糖類更好的被利用?？梢杂心康牡靥岣咿D(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量，可以表達多種糖類的轉(zhuǎn)運蛋白，以盡可能多的利用生物質(zhì)產(chǎn)生的糖類。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。利用乙醇作為清潔燃料將會帶來經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。目前我國的乙醇主要由甘蔗﹑玉米﹑等糧食生產(chǎn)，因此受到原料價格和來源上的限制。CBP具有明顯降低乙醇生產(chǎn)成本的潛力，越來越多的文獻也證明了其可行性，為低成本生產(chǎn)乙醇提供了有效的工藝。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。在這方面的研究必將使低成本的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)實現(xiàn)跨越式的發(fā)展,并帶來可觀的社會效益。參考文獻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 Bioener
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