生物質(zhì)是地球上最豐富的可再生資源,,每年產(chǎn)量大約為1.5-2.0×1012噸。其主要成分包括纖維素,、半纖維素和木質(zhì)素等,,其中纖維素和半纖維素的含量約占70%-80%。纖維素和半纖維素在一定的條件下,,可以水解生成葡萄糖,、木糖等可溶性的糖稀,這些糖類化合物可通過化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化的方法生產(chǎn)燃料乙醇和氫,,以及各種碳基化合物,,如甘油、乳酸,、氨基酸,、多元醇、二元酸等高值生物基產(chǎn)品,。這樣,,可以替代現(xiàn)行的以糧食和糖類物質(zhì)為原料制備燃料乙醇和其他發(fā)酵產(chǎn)品的工藝,降低生產(chǎn)成本,。
目前生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為糖稀或糖液的糖平臺主要三種方法主流的方法:直接濃酸水解法,、直接稀酸水解法和熱化學(xué)預(yù)處理加酶水解法。但是由于效率和環(huán)境影響的因素,,開發(fā)新一代的生物質(zhì)資源水解技術(shù),,建立新型、低成本的糖平臺仍然是實現(xiàn)可再生生物質(zhì)資源高效利用的重要挑戰(zhàn),。
最近,,中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所王欽宏研究員領(lǐng)導(dǎo)的進(jìn)化與代謝工程課題組開發(fā)出基于鹽/酸協(xié)調(diào)作用的高效、綠色生物質(zhì)糖化技術(shù),,鹽/酸用量低,,轉(zhuǎn)化效率高(高達(dá)85%)。同時,,所使用的鹽(鎂鹽和離子液)可以回收循環(huán)利用,,生成的可發(fā)酵糖也可被釀酒酵母等微生物高效利用。
目前,,相關(guān)研究已經(jīng)申請中國發(fā)明專利2項(一種酸鹽協(xié)同作用水解生物質(zhì)生產(chǎn)可發(fā)酵糖的新方法,,201110113257.4和一種離子液體作用水解生物質(zhì)生產(chǎn)可發(fā)酵糖的新方法,201110234702.2),,并發(fā)表文章1篇(Bioresource Technology 2011 102(21):10158-10161),。
相關(guān)研究得到了中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重大項目“纖維素乙醇高溫發(fā)酵與生物煉制”的資助。