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日本开发出利用微生物纤维素转化生物乙醇的技术
发布时间:2008-12-30
 

日本月桂冠开发成功只利用微生物即可直接将非食用植物原料转化为生物乙醇的技术。该技术是通过固体培养麴,大量生产纤维素分解酶来实现的。在麴菌中加入生产纤维素分解酶的基因,即可在染色体上发现这种具有强大功能的、名为“基因启动子(Promoter)”的碱基排列。该公司把拥有这种功能的麴菌称为“超级麴菌”。通过使用超级麴菌,可以把稻谷皮和稻秸等固体纤维素分解为乙醇发酵所需的葡萄糖。而以前则需要经过硫酸等化学药品或者高温高压进行水处理。

    在以非食用植物为原料生产生物乙醇时,首先需要把纤维素分解为葡萄糖。由于纤维素的化学稳定性较好并具有坚固的结构,此前必须利用硫酸等化学药品、超临界水以及亚临界水(均为高温高压水)等才能使之分解为葡萄糖。使用这些方法,在原料液化处理中需要使用大量水资源,发酵后的蒸馏处理还会消耗大量能源。

    酿制日本酒时,固体麴在稻米中进行繁殖时,可生成能够将稻米中的淀粉分解为葡萄糖(液化,糖化)的酶。这种葡萄糖经酵母发酵后可制成乙醇。月桂冠从酿酒工艺中受到启发,培养出了在固体培养基上繁殖麴的同时,能够将纤维素分解为葡萄糖的麴菌。不但不需要大量用水,还降低了发酵后的蒸馏处理中能源的耗费。

    该公司2008年3月培养出了能够把水溶性纤维素(低聚糖,cello-oligosaccharide)分解为葡萄糖,进行乙醇发酵的“超级酵母”。此前在使用超级酵母的情况下,为了把固体纤维素分解为水溶性纤维素,需要进行使用亚临界水的预处理。而目前通过配合使用超级麴菌和超级酵母,只要利用超级麴菌把纤维素大致分解为水溶性纤维素,即可利用超级酵母使之进行乙醇发酵。

    今后将不断推进可大量生产纤维素分解酶的超级麴菌的开发。此外,旨在提高安全性的研究还将不断进行,例如将加入超级麴菌中的生成纤维素分解酶的基因从麴菌自身提取等技术。

    此项研究作为NEDO(新能源产业技术综合开发机构)“生质能高效转换技术开发”的一个环节,与神户大学和大阪大学共同进行。月桂冠等此次的研究成果将于8月27~29日,在宫城县仙台市的东北学院大学举行的日本生物工学会2008年度大会上发表(发表日为28日)。(生物谷Bioon.com)
 

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