Ny konsolideret bio-saccharificeringsteknik til omdannelse af lignocellulose udviklet

En forskergruppe fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), det kinesiske videnskabsakademi, har udviklet en ny strategi for omkostningseffektiv konvertering af lignocellulose. Kendt som konsolideret bio-saccharification (CBS), det kombinerer cellulaseproduktion og hydrolyse, mens man adskiller fermentering fra den integrerede proces ved at tage fermenterbart sukker som målprodukt for at koble forskellige nedstrøms fermenteringsprocesser.

Den industrielle omdannelse af biomasse til biobrændstoffer og biokemikalier af høj værdi er hovedsageligt begrænset af lignocellulosesolubilisering. Tidligere, tre strategier var blevet rapporteret for lignocellulose biokonvertering, dvs. separat enzymatisk hydrolyse og fermentering (SHF), simultan forsukring og gæring (SSF), og konsolideret bioprocessing (CBP).

For SHF og SSF, cellulaser produceres normalt af svampe aerobt i en anden reaktor, og enzymomkostningerne er et væsentligt spørgsmål at overveje. I modsætning, CBP integrerer enzymproduktion, cellulose hydrolyse, og fermentering i ét trin for at reducere cellulase- og investeringsomkostninger, men involverer relativt lav forsukringseffektivitet og simple produkter.

QIBEBT-forskerne havde tidligere udviklet en CBS-biokatalysator ved gensplejsning af Clostridium thermocellum, men det tog lang tid at nå et højt forsukringsniveau. Senere, en andengenerations CBS biokatalysator blev udviklet og nøgleprocesfaktorer, inklusive mediet, inokulum og substratbelastning, etc., blev optimeret for at fremme forsukringseffektiviteten og yderligere reducere omkostningerne.

Ved at bruge den nyudviklede biokatalysator og optimale forhold, CBS-processen blev forkortet med 50 % under anvendelse af forbehandlet hvedehalm som substrat. Under sådanne forhold, sukkerudbyttet nåede 0,795 g/g, og forsukringsniveauet var 89,3 procent (fig. 1).

"CBS forventes at blive meget brugt til at producere forskellige lignocellulose-afledte kemikalier, funktionelle fødevarer og lægemidler. Byggeriet af en CBS-demonstration i pilotskala er i gang, " sagde prof. CUI Qiu, tilsvarende forfatter til undersøgelsen.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Bioteknologi til biobrændstoffer .