發展木質纖維素為原料的液體生物燃料，符合我國生物燃料“不與糧爭地、不與人爭糧”政策。玉米秸稈是我國農業生產中產生的一大類具有代表性的木質纖維素原料，分布廣，產量大，處理不當易造成環境污染，生物轉化玉米秸稈生產丁醇是一個變廢為寶、一舉多得的方向。
在以玉米秸稈為原料的生物發酵過程中，玉米秸稈的前期預處理，使得木質素降解并產生一系列結構各異的、可溶性的化合物，稱為可溶性木素（Soluble lignin compounds）。可溶性木素會抑制下游的微生物發酵過程，顯著改變發酵產物比例，雖然科學工作者對此抑制作用進行了大量研究，但具體機制并不明晰。中國科學院青島生物能源與過程研究所微生物資源團隊開展了玉米秸稈水解液對產丁醇梭菌影響的深入研究，發現玉米秸稈水解液可以抑制梭菌生長和糖利用，這種抑制作用可以通過氫氧化鈣脫毒方法去除。水解液中的可溶性木素可以產生氧化壓力，產丁醇梭菌在去除氧化壓力的過程中，會消耗還原力（NADH），這造成在發酵終產物中丙酮和丁醇比率的變化，使得丙酮在總溶劑中的比率顯著提高。在微生物發酵過程中，水解液中的可溶性木素可以提供電子，促進產丁醇梭菌氫氣的產生。以上結果為今后以木質纖維素為原料的丁醇發酵研究提供了重要參考。研究成果在線發表在《應用環境微生物學》（Applied Environmental Microbiology）雜志上。該工作與研究所海洋碳匯團隊、東北大學及中石化撫順研究院合作完成。
上述研究獲得國家自然科學基金、山東省杰青、所長創新基金、中石化合作項目等支持。
論文信息：Zi-Yong Liu, Xiu-Qing Yao, Quan Zhang, Zhen Liu, Ze-Jie Wang, Yong-Yu Zhang, Fu-Li Li , (2017), Modulation of the Acetone/Butanol Ratio during Fermentation of Corn Stover-derived Hydrolysate by Clostridium beijerinckii NCIMB 8052. Appl. Environ. Microbiol. doi:10.1128/AEM.03386-16.
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