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聯(lián)合生物加工 ①原因 生物轉(zhuǎn)化使用的原料是玉米等糧食作物,但是這些原料的大量使用會(huì)影響到糧食,所以秸稈、麩皮、鋸木粉等農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物等含有大量的木質(zhì)纖維素,將是很有潛力的乙醇發(fā)酵原料。另外,生物燃料的生產(chǎn)過程中,纖維素的預(yù)處理和纖維素酶的生產(chǎn)成本較高。因此減少預(yù)處理,增強(qiáng)纖維素酶的活性,提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度,減少中間環(huán)節(jié)也是降低生產(chǎn)成本的途徑。 [12] ②原理 聯(lián)合生物加工(consolidated bioprocessing,CBP)不包括纖維素酶的生產(chǎn)和分離過程,而是把糖化和發(fā)酵結(jié)合到由微生物介導(dǎo)的一個(gè)反應(yīng)體系中,因此與其他工藝過程相比較,底物和原料的消耗相對(duì)較低,一體化程度較高。 [12] ③工藝 生理學(xué)研究和1?C標(biāo)記的纖維素實(shí)驗(yàn)說明,生長于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內(nèi)低聚糖攝取過程中β-糖苷鍵磷酸解的效率,并且這些效益超過了纖維素合成的生物能量成本。這些研究為纖維素分解菌在纖維素上快速生長提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論依據(jù)。 應(yīng)用聯(lián)合生物加工的關(guān)鍵是構(gòu)建出能完成多個(gè)生化反應(yīng)過程的酶系統(tǒng),使纖維素原料通過一個(gè)工藝環(huán)節(jié)就轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉串a(chǎn)品。一些細(xì)菌和真菌具有CBP所需要的特性,所以改造現(xiàn)有的微生物已成為研究的熱點(diǎn)。以基因重組等為代表的生物工程技術(shù)已經(jīng)使這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí),并為設(shè)計(jì)出更完善的CBP酶系統(tǒng)提供了可能。
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