生物丁醇发酵研究进展

Research Progress of Biobutanol Fermentation

摘要随着化石燃料的枯竭及环境污染的日趋严重,生物燃料等清洁可再生能源已成为世界各国研究开发的热点.生物丁醇以其燃烧值高,能量密度大,污染轻,以及可与汽油以任意比例互溶等特点,成为新一代可再生资源研究开发的重点.尽管生物丁醇目前前景广阔,但传统丙酮-丁醇-乙醇(Acetone-butanol-ethanol,ABE)发酵途径生产成本高且产率低限制了其商业化生产.为了有效降低原材料成本,实现廉价生物材料的工业转换,基于生物质资源的经济型发酵工艺成为研究热点;通过外源添加的技术手段,快速揭示发酵体系下菌株表型及发酵性能变化对于系统阐述菌株代谢水平与基因水平交叉作用规律具有一定理论意义.此外,随着全基因组测序及相关组学工程技术手段的发展,围绕代谢网络结构改造,阻断非丁醇代谢合成通路,明确胁迫调控机制,解除相关代谢调控等方面内容,对产丁醇梭菌进行内源改造,以期提高丁醇代谢合成能力及丁醇耐受性的研究也逐步深入.基于丁醇发酵生物质资源开发,代谢宏观调控策略及菌种选育等方面研究进展,讨论了生物丁醇生产代谢过程中的瓶颈问题,并对生物丁醇发展前景进行展望,旨为工程菌的构建和基于过程工程技术的代谢调控提供理论依据.

作者高越 ^[1] 郭晓鹏 ^[1] 杨阳 ^[2] 张苗苗 ^[3] 李文建 ^[4] 陆栋 ^[4] 学术成果认领

作者单位中国科学院近代物理研究所,兰州730000;中国科学院大学,北京100049 ^[1] 兰州理工大学,兰州,730050 ^[2] 中国科学院近代物理研究所,兰州730000;中国科学院大学,北京100049;甘肃省微生物资源开发利用重点实验室,兰州730070 ^[3] 中国科学院近代物理研究所,兰州730000;甘肃省微生物资源开发利用重点实验室,兰州730070 ^[4]

关键词生物丁醇 ABE 生物质资源代谢调控基因工程改造

主题词代谢(Metabolism)发酵(Fermentation)研究(Research)工程(Engineering)基因(Genes)

栏目名称 综述与专论

DOI 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2018-0033

发布时间 2018-10-22

基金项目

中国科学院重点部署项目 中国科学院-工业技术研究院两院合作计划