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杨建明教授团队木质纤维素预处理研究取得重要

日期: 2021-02-17 23:59         本文来源:365app

  近期,青岛农业大学生命科学学院杨建明教授团队在利用木质纤维素降解液合成生物基产品领域再次取得重要进展,相关研究结果已发表在生物工程技术领域Top期刊Biotechnology for Biofuels(5年影响因子为6.732,SCI 1区,该期刊在ESI BIOLOGY & BIOCHEMISTRY学科领域排名为前10%-20%),学校研究生王苏蒙和王兆宝科研助理教授为该论文的并列第一作者,杨建明教授为通讯作者,青岛农业大学为第一通讯单位。

  我国木质纤维素资源十分丰富,仅作物秸秆类木质纤维素资源年产量就达7亿吨左右,相当于5亿吨标煤,而目前实际使用量仅为2.2亿吨左右。木质纤维素组分主要包括纤维素、半纤维素和木质素,其中,纤维素和半纤维素是由单糖分子聚合而成的生物天然高分子,储量巨大,可以水解成为单糖,供下游生物、化学转化过程利用。然而,限制木质纤维素利用的主要瓶颈问题是如何低成本、高效率去除木质素分子,破坏木质纤维素的晶体结构,从而使纤维素酶能够高效地接触底物纤维素,使其降解为微生物可发酵的单糖。

  杨建明教授研究团队经过研究探索出一种高效破坏木质纤维素分子结构的预处理方法(磷酸和过氧化氢组合法)。该方法与传统物理化学预处理方法相比具有高效、低成本、能耗低等特点。利用该预处理方法对木质纤维素(花生壳)进行预处理,可成功去除木质纤维素材料中约98%的木质素,85%的半纤维素,使得木质纤维素固体残渣的酶解糖效率高达95%;获得的糖水解液无需进行脱毒处理即可进行同步糖化发酵。微生物利用上述方法获得的糖进行发酵产生的目标产物(异戊二烯)的产量达到纯葡萄糖发酵的98.8%。该研究成果将为木质纤维素的资源化利用提供更为简便高效的工艺技术路线。

  上述研究工作得到国家自然科学基金面上项目、国家外国专家高端山东省自然科学基金面上项目、青岛市民生科技项目、青岛农业大学高层次人才等项目的资助。

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