眾所周知，木糖醇是一種功能性甜味劑,，但長(zhǎng)期以來采用傳統(tǒng)的化學(xué)催化加氫法生產(chǎn),，不僅工藝復(fù)雜、安全性差,，并且還必須以純木糖為原料,，成本較高。針對(duì)化學(xué)法生產(chǎn)木糖醇存在的問題,，中科院微生物所江寧研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組一直致力于利用生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)木糖醇的研究,，并通過與山東威龍工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司合作進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，生產(chǎn)出了純度99%以上的木糖醇,。12月4日,，中科院生命科學(xué)與生物技術(shù)局組織專家對(duì)該成果進(jìn)行了鑒定。

    生物法生產(chǎn)木糖醇的原理是利用細(xì)胞內(nèi)的木糖還原酶,，將木糖還原為木糖醇,。該工藝流程在常溫常壓下進(jìn)行，具有能耗低,、設(shè)備簡(jiǎn)單,、操作安全等特點(diǎn),。江寧課題組通過選育，得到了一株生產(chǎn)木糖醇的優(yōu)良菌種麥芽糖假絲酵母Xu316,，該菌種的穩(wěn)定性好,，可適應(yīng)較粗放的原料，其木糖醇轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率都很高,。并且,，生物轉(zhuǎn)化法可使細(xì)胞連續(xù)反復(fù)使用多次并無需無菌操作，從而不但降低了發(fā)酵成本,，也降低了設(shè)備投資和操作費(fèi)用,，并簡(jiǎn)化了后處理過程。用該菌種和工藝生產(chǎn)木糖醇,，單位細(xì)胞的木糖醇產(chǎn)率和發(fā)酵罐的生產(chǎn)強(qiáng)度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前國際上的最高水平,。該工藝路線的先進(jìn)性體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：一是原料利用率高?；瘜W(xué)法以純木糖為原料,，玉米芯水解液中有30%以上的木糖在母液中無法利用。生物轉(zhuǎn)化法直接以價(jià)格低廉的可再生原料作物秸稈——玉米芯的水解液為原料,，并利用了廢木糖母液，使原料利用率有較大提高,。二是環(huán)境污染低,。由于原料預(yù)處理過程不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定環(huán)境污染，因此提高了原料利用率的同時(shí)也減輕了環(huán)境污染,。此外,，生物轉(zhuǎn)化過程也比化學(xué)催化過程對(duì)環(huán)境友好。三是能耗低,?；瘜W(xué)法將玉米芯水解液濃縮、結(jié)晶得到木糖后重新溶解稀釋,，加氫后再濃縮,、結(jié)晶，能耗高,。生物轉(zhuǎn)化法一次濃縮結(jié)晶得到木糖醇,，降低了能耗。四是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,?；瘜W(xué)法需制氫，加氫在高溫高壓下進(jìn)行,，設(shè)備要求高,。生物轉(zhuǎn)化法只用極少發(fā)酵罐,，主要設(shè)備是簡(jiǎn)單的反應(yīng)槽。五是操作簡(jiǎn)單,、安全,。轉(zhuǎn)化過程在常溫、常壓下進(jìn)行,，并且無需無菌操作,。六是產(chǎn)品質(zhì)量好。生物法避免了與金屬粉末催化劑的接觸,，其產(chǎn)品更適于作食品,。

    微生物所與威龍集團(tuán)在年產(chǎn)千噸級(jí)生產(chǎn)線以玉米芯水解液以及木糖母液為原料生產(chǎn)木糖醇，得到了純度99%以上的結(jié)晶木糖醇,，產(chǎn)品質(zhì)量不僅明顯優(yōu)于化學(xué)法以同樣原料生產(chǎn)的產(chǎn)品，甚至還優(yōu)于化學(xué)法以純木糖為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品,。新菌種的獲得和新工藝的建立使生物法木糖醇對(duì)于化學(xué)法具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),，可望取代化學(xué)法成為今后木糖醇生產(chǎn)的主要方法。生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)木糖醇新工藝是中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程的成果之一,，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),。

    以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的范云六院士為組長(zhǎng)的專家鑒定組通過現(xiàn)場(chǎng)考察、審閱材料,、聽取和質(zhì)詢報(bào)告以及認(rèn)真討論,，一致認(rèn)為，木糖醇是功能性食品添加劑,，并有多種其它用途,。該項(xiàng)成果用生物技術(shù)以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)木糖醇，對(duì)資源的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)有積極的意義,，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,。該項(xiàng)成果首次在年產(chǎn)千噸級(jí)中試生產(chǎn)規(guī)模，用麥芽糖假絲酵母Xu316直接轉(zhuǎn)化玉米芯水解液和木糖廢母液生產(chǎn)出了純度99%以上的木糖醇,，轉(zhuǎn)化率,、產(chǎn)量和產(chǎn)率等主要生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到較高的水平，菌體多次重復(fù)使用,，工藝參數(shù)穩(wěn)定,。該菌種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)化性能居國際領(lǐng)先水平,。該項(xiàng)目鑒定資料齊全,，數(shù)據(jù)完整可信，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行正常,。專家最后建議,，課題組今后應(yīng)進(jìn)一步完善該技術(shù),，結(jié)合生物質(zhì)的高值化綜合利用，盡快進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,。