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      微生物在木材水解預(yù)處理中的應(yīng)用

      發(fā)布時間:2012-01-28
      來源:科技外事處

      纖維素是一類由Beta-1,4糖苷鍵和氫鍵鏈接而成的葡萄糖聚合物,其水解后生成的葡萄糖,是燃料乙醇、生物質(zhì)冶煉工業(yè)的最重要的原料。在天然的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中,纖維素被高度聚合的木質(zhì)素成分包裹。這種結(jié)構(gòu)阻礙了纖維素與水解催化劑的接觸,嚴(yán)重地降低了反應(yīng)效率。在水解反應(yīng)前,預(yù)處理是有效地破壞木質(zhì)素結(jié)構(gòu)且膨化纖維素成分的必要步驟。但是,當(dāng)前最有效的化學(xué)(酸、堿蒸煮)和物理化學(xué)(蒸汽爆破,氨纖維爆破)等預(yù)處理工藝的代價(反映在設(shè)備投資、生產(chǎn)運行、污染物排放治理等方面)非常高昂(預(yù)處理過程的花費最高,約占整個燃料乙醇生產(chǎn)成本的30-40%)。近年來,廉價、高效、綠色的預(yù)處理技術(shù)受到全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的矚目。

      高等真菌,尤其是白色腐朽類,它們中蘊藏著豐富的木質(zhì)素氧化酶系,是自然界中高效降解木質(zhì)素的生力軍。我園生物能源組的研究人員使用了熱帶植物園19種常見高等真菌的菌絲分離培養(yǎng)物,處理柳樹木材。初步研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)7種真菌處理后的木材酶水解率有明顯提高,且最大的提高了4.27倍。借此基礎(chǔ),該組博士研究生田霄飛同學(xué)在導(dǎo)師方真研究員的指導(dǎo)下,概述和總結(jié)了應(yīng)用白腐真菌預(yù)處理的技術(shù)原理和應(yīng)用現(xiàn)狀,并在該工藝的技術(shù)整合、過程優(yōu)化、工程放大以及成本核算等方面進行了專門的論述與設(shè)計。研究認(rèn)為,白腐類真菌是一類在處理過程中具有良好應(yīng)用前景的微生物。工業(yè)大規(guī)模使用白腐真菌,具有高通量、低成本的商業(yè)效益和綠色,低污染的環(huán)境效益,是常規(guī)預(yù)處理技術(shù)的一種補充或替代。

      該項工作得到國際同行的認(rèn)同,相關(guān)結(jié)果以Impact and prospective of fungal pretreatment of lignocellulosic biomass for enzymatic hydrolysis為題在《Biofuels, Bioproducts & Biorefining》雜志上發(fā)表。

      同時,方真研究員還組織世界各地的生物能源和生物燃料的專家,正在編輯一本預(yù)處理用于生物燃料和生物冶煉的專著:Zhen Fang (Editor), Pretreatment Techniques for Biofuels and Biorefineries, Springer-Verlag, Berlin, Accepted, 480 pages, June 2012。已和國際著名出版社Springer簽約,預(yù)計2012年六月出版發(fā)行。

      本文作者:田霄飛,方真

      責(zé)任編輯:吳毅_151c53
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