生物質是地球上最豐富的可再生資源,每年產量大約為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或生物轉化的方法生產燃料乙醇和氫,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品。這樣,可以替代現行的以糧食和糖類物質為原料制備燃料乙醇和其他發酵產品的工藝,降低生產成本。
目前生物質資源轉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預處理加酶水解法。但是由于效率和環境影響的因素,開發新一代的生物質資源水解技術,建立新型、低成本的糖平臺仍然是實現可再生生物質資源高效利用的重要挑戰。
最近,中科院天津工業生物技術研究所王欽宏研究員領導的進化與代謝工程課題組開發出基于鹽/酸協調作用的高效、綠色生物質糖化技術,鹽/酸用量低,轉化效率高(高達85%)。同時,所使用的鹽(鎂鹽和離子液)可以回收循環利用,生成的可發酵糖也可被釀酒酵母等微生物高效利用。
目前,相關研究已經申請中國發明ZL2項(一種酸鹽協同作用水解生物質生產可發酵糖的新方法,201110113257.4和一種離子液體作用水解生物質生產可發酵糖的新方法,201110234702.2),并發表文章1篇(Bioresource Technology 2011 102(21):10158-10161)。
相關研究得到了中國科學院知識創新工程重大項目“纖維素乙醇高溫發酵與生物煉制”的資助。
L-蘋果酸是重要的C4平臺化合物,以農林廢棄物等非糧生物質為原料,通過微生物發酵合成,能夠拓展生物制造的原料來源。整合生物煉制(CBP)將生物質降解酶生產、原料酶解與產品發酵集成于同一微生物體系和反應......
12月16日,應用中國科學院工程熱物理研究所自主研發的循環流化床生物質氣化技術的中集安瑞科5萬噸/年綠色甲醇示范工程在廣東湛江正式投入運行,這是我國首個量產生物甲醇項目。首批綠色甲醇產品已于深圳港完成......
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近日,我所能源催化轉化全國重點實驗室太陽能研究部(DNL16)李燦院士團隊在生物質資源化利用研究方面取得新進展。團隊發展了一種基于雙釩氧化還原電對的“離場電催化”新策略,將秸稈、玉米芯等難溶的原始生物......
記者23日從中國科學院天津工業生物技術研究所獲悉,該所體外合成生物學中心、低碳合成工程生物學全國重點實驗室張以恒研究員團隊,在纖維素制淀粉領域取得重要進展。研究團隊通過對合成技術路徑進行重構,實現了纖......
近日,中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員張濤,研究員王愛琴,副研究員張波團隊發表了生物質轉化制備含氮化合物研究的綜述文章,概括了近十年以生物質為原料合成含氮化合物的研究進展,并探討了該......
熱纖梭菌具有的纖維小體多酶復合體,是目前自然界中已知最高效的纖維素降解體系。熱纖梭菌的纖維素降解酶系中缺少外泌的β-葡萄糖苷酶(BGL),導致纖維二糖對纖維小體反饋抑制。同時,熱纖梭菌半纖維素酶系也較......
近日,中國科學院成都生物研究所研究員李東團隊與加拿大不列顛哥倫比亞大學JackSaddler研究團隊合作,在纖維素可及性研究中取得重要進展。相關成果發表于《綠色化學》。木質纖維素作為豐富的可再生資源,......
木質纖維素類生物質是儲量豐富的有機可再生碳資源,主要包含纖維素、半纖維素和木質素三大組分,是制備可持續燃料、化學品及材料的理想原料。這類生物質結構復雜且致密,通過分離技術打破復雜結構是實現選擇性轉化全......
近日,國家自然科學基金委員會專項項目資助、廣東工業大學主辦的“生物質化工學科發展”專題學術研討會在廣州召開。中國科學院院士韓布興,中國工程院院士譚天偉、楊為民等專家學者齊聚一堂,共同探討中國生物質化工......