把温室气体变成原料 我科学家研发纤维发酵新技术

发布时间:2021-08-30 15:47 来源:新京报 原文链接:点击获取

新京报讯(记者 周怀宗)近日,记者从中国农科院获悉,一种新型的纤维原料发酵技术研制成功,该技术可有效减少麻类等纤维原料发酵过程中二氧化碳的排放,还能将燃料醇生产过程中产生的二氧化碳加以利用,开辟了二氧化碳减排利用新途径。相关成果发表在《生物资源技术》上。

乙醇-琥珀酸共发酵。中国农科院供图

木质纤维素是地球上极为丰富的资源,且可通过绿色植物光合作用再生。该技术的研发者之一,中国农业科学院麻类研究所农产品加工微生物遗传改良与应用创新团队成员许超介绍,在我国,仅作物秸秆类木质纤维素的年产量就高达7亿吨左右,通过精炼加工技术将其转化为高值产物,不仅可缓解农业废弃物污染问题,还能促进种植产业增值。

“纤维乙醇技术的积极进展有助于为社会经济发展提供清洁替代能源,但工业产乙醇菌株无法利用木糖、且产生大量CO₂气体,对底物的利用率低,经济效益不高。”许超说。

在此次研究中,团队基于生物质原料中己糖和戊糖的充分利用,发明一种琥珀酸与乙醇联合发酵技术,基于微生物合成琥珀酸和乙醇的特性,科研人员通过耦合优化产物精炼过程,实现了对木质纤维素生物质水解液中可发酵糖的充分利用,此外,将燃料醇生产过程中产生的二氧化碳加以利用,在减少碳损失的同时又生产出了琥珀酸产品,开辟了温室气体二氧化碳利用的新途径。

“琥珀酸拥有双羧酸基团,很容易被转化为其他化学品,在食品、医药、化工及材料等领域具有广阔的应用前景,被美国能源部认定为最具应用价值的平台化合物之一。当前,琥珀酸的制备途径主要有化学合成法和微生物发酵法,但化学法依赖化石原料且生产过程污染严重,而微生物发酵法主要采用粮食底物,对粮食供给有一定的需求。”许超说,“而采用木质纤维素原料发酵琥珀酸可避开现有技术的短板,且产琥珀酸放线杆菌可利用CO₂作为原料合成琥珀酸,有助于促进温室气体的循环利用。”

据介绍,此次研发的联产技术,利用每100克生物质原料,可同时合成8.6克乙醇和8.7克琥珀酸,成本核算显示,其工业附加值比单一纤维乙醇或琥珀酸合成工艺提高了1倍以上。该技术作为一项绿色环保的生产工艺,具有很好的环境和经济效益。将该技术与麻纤维脱胶技术进行工艺耦合和过程优化,有望实现麻类加工副产品的高值化转化、促进废弃物利用和碳减排,对麻类产业绿色可持续发展具有重要意义。

该研究得到中国农业科学院科技创新工程的资助。

新京报记者 周怀宗

编辑 唐峥 校对 危卓

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[作者:佚名]