木质纤维素生物质如何实现转化应用？

2020-03-16 08:22:14 科技日报

木质纤维素生物质如何实现转化应用?近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员崔球带领的代谢物组学研究组另辟蹊径，提出了基于纤维小体全菌催化剂的木质纤维素“整合生物糖化”(简称CBS)策略，并在2月24日上线的综述文章中系统阐述了该策略的研究现状、技术优势，以及未来需要解决的问题和方向，为木质纤维素生物转化的工业化实现提供了技术指引，相关论文近日发表在《生物燃料技术》。

据了解，木质纤维素生物质具有替代化石资源的巨大潜力，从而有效缓解了全球对原油的依赖。虽然国内外已有一些纤维素乙醇等木质纤维素产品问世，但与化石来源的产品相比，木质纤维素产品迄今为止大多仍不具备市场竞争力，因此亟需提高木质纤维素转化技术的经济性。

木质纤维素转化主要包括预处理、酶解糖化以及发酵三个步骤，其中糖化被认为是木质纤维素生物转化可行性的决定性因素。崔球介绍，与目前已知的其他木质纤维素生物转化策略相比，CBS策略一方面采取类似于“整合生物加工(简称CBP)”的方式将酶的生产与水解步骤有机整合，因此与其他策略相比，在用酶成本方面具有优势;另一方面将下游发酵步骤进行一定程度上的分立，并将可发酵糖用作下游发酵中的平台化学品，与CBP相比具有显著的产品出口灵活性。该研究组研究人员前期已成功构建了高效的CBS全菌催化剂，优化了糖化过程以降低生产成本并缩短了过程，并且通过偶联预处理工艺和下游应用技术初步建立了基于CBS工艺的整个木质纤维素生物转化途径，在实验室小试水平完成了CBS工艺开发。

目前，崔球研究组正在与企业合作将CBS工艺进行中试放大，解决中试放大过程中的工程技术问题，建立基于该工艺的工业示范系统，完成整套基于CBS工艺的木质纤维素生物转化技术方案。通过团队研究人员的不懈努力，CBS工艺最终有望以具有经济实用性和可持续性的方式将木质纤维素生物转化带入实际的工业应用中，从而极大地促进木质纤维素生物质资源的大规模应用。(记者王健高通讯员刘佳)