我科研人员开发乳酸生产新方法 热点评

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【研究进展】

科技日报讯 (记者宋迎迎 通讯员刘亚君 张跃冬)6月13日,科技日报记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所代谢物组学研究组开发了以农业废弃生物质为原料生产乳酸的新方法,通过基于高温厌氧全细胞催化的整合协作发酵,实现了木质纤维素基L-乳酸的生产。相关研究成果近日在线发表于《环境管理杂志》。

一直以来,乳酸大规模生物合成依赖于葡萄糖、淀粉等粮食碳源。我国经济的快速发展及“双碳”目标的提出,对乳酸等大宗化学品的低成本生产提出了新的要求。木质纤维素等非粮碳源兼具减碳、环保等优势,但其依赖于木质纤维素到可发酵糖的高效转化。

该研究组面向我国建立自主、高效木质纤维素糖平台的迫切需求,前期提出了以产纤维小体高温梭菌为全细胞催化剂的整合生物糖化(CBS)全新技术思路,进而建立了高效非粮糖平台。CBS技术已被证明可以与微藻、酵母、细菌发酵相结合,并已被应用于木质纤维素基普鲁兰多糖的生产,证明了其实现木质纤维素生物质高值转化的可行性。

在前期研究的基础上,研究组进一步筛选和分离了一株与CBS条件匹配的高温乳酸生产细菌2H-3,以玉米秸秆、小麦秸秆或木糖渣为底物,通过CBS技术获得糖化液后,直接接种2H-3细胞即可实现乳酸的发酵生产,无须中间灭菌、补充营养物或调节发酵条件,进而成功实现了高光学纯度(99.5%)、高产量(51.36克/升)和高收率(0.74克/克生物量)的木质纤维素基乳酸生产。