中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所萬(wàn)印華研究員的團(tuán)隊(duì)分離得到一株高溫乳酸生產(chǎn)菌bacilluscoagulansipe22。該菌株能夠利用葡萄糖、木糖和阿拉伯糖同型發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，并且對(duì)木質(zhì)纖維素水解液中多種發(fā)酵抑制物具有的耐受性。針對(duì)b.coagulansipe22特點(diǎn)，建立了以小麥秸稈為底物的高溫發(fā)酵集成工藝：小麥秸稈經(jīng)稀酸預(yù)處理后，無(wú)需固液分離和脫毒步驟，直接進(jìn)行同步糖化共發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。

乳酸是一種多用途的綠色平臺(tái)化合物，以乳酸為單體合成的聚乳酸塑料被認(rèn)為是石化塑料的最佳替代品之一。聚乳酸的大量需求導(dǎo)致降低乳酸發(fā)酵成本迫在眉睫，利用木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)乳酸成為目前的研究熱點(diǎn)。然而，受限于乳酸生產(chǎn)菌種，以木質(zhì)纖維素為底物進(jìn)行乳酸發(fā)酵時(shí)，通常分為多個(gè)獨(dú)立的操作單元(如原料預(yù)處理、半纖維素水解液脫毒與發(fā)酵、纖維素酶解、纖維素水解液發(fā)酵)導(dǎo)致發(fā)酵效率不高，影響了木質(zhì)纖維素發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的工業(yè)化進(jìn)程。

該工藝節(jié)省了設(shè)備投入和能耗，顯著降低了生產(chǎn)成本，為木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化乳酸研究提供了一種新策略。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步利用自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)膜生物反應(yīng)器開(kāi)展了基于膜耦合技術(shù)的重復(fù)批次發(fā)酵研究，利用小麥秸稈水解液中混合糖(葡萄糖、木糖和阿拉伯糖)52℃發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。通過(guò)重復(fù)批次培養(yǎng)，發(fā)酵體系可以獲得高濃度細(xì)胞，b.coagulansipe22實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的同步利用，生產(chǎn)強(qiáng)度是批次發(fā)酵的2.33倍。同時(shí)，由于發(fā)酵過(guò)程為開(kāi)放式操作，培養(yǎng)基和設(shè)備無(wú)需滅菌，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

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