安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), Joumal of Anhui Agr.Sei.2011,39(4):2230-2234責(zé)任編輯張彩麗貴任校對(duì)傅真治生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化與利用研究進(jìn)展張立科,田水泉,楊風(fēng)嶺,白巧(許昌學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,河南許昌4600摘要生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化與利用在生物質(zhì)能源開發(fā)、生物質(zhì)材料制備和生物活性藥物制取等領(lǐng)城已取得了豐厚的研究成果。對(duì)非糧生物質(zhì)資源的生物轉(zhuǎn)化與利用研究、生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物材料的過(guò)程優(yōu)化研究,生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物藥物的酶工程研究等方面進(jìn)行了綜逑,并對(duì)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化的方式與途徑進(jìn)行了分析關(guān)鍵詞生物質(zhì);生物轉(zhuǎn)化;生物能源;生物材料;生物活性藥物中圖分類號(hào)TQ24.19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(201)04-02230-05Research Progress of Bioconversion and Utilization of BiomassZHANG Li-ke et al (School of Chemistry and Chemical Engineering, Xuchang College, Xuchang, Henan 461000)Abstract The research of bioconversion and utilization of biomass resources has already got substantial achievement iny devel-opment, biomass materials preparation and bio-active drug production. Therefore, the study on the bioconversion andbiomass resources, and the study on the process optimization of the bioconversion of biomaterials from biomass resouthe study orgineering of biomedicine what transformed from biomass resources were summarized, finally, the methods and ways of the bio-conversion of biomass resources were anaKey words Biomass; Bioconversion; Bioenergy; Biomaterials; Bioactive drug建立在石油煤炭及天然氣等化石資源基礎(chǔ)上的現(xiàn)代化物油等。因此對(duì)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化能源的研究成為目前學(xué)工業(yè),一度成為滿足人類生活和保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源研究領(lǐng)域的重要課題?；A(chǔ)工業(yè)。但由于化石資源的過(guò)度開發(fā)與利用累計(jì)的效應(yīng),11生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化沼氣在各種可供開發(fā)的生物質(zhì)相繼也出現(xiàn)了諸多問(wèn)題化石資源儲(chǔ)量的有限性誘發(fā)了化資源中農(nóng)作物秸稈是最為豐富的一種富含有機(jī)質(zhì)(80%~石資源的漸趨枯竭問(wèn)題;化石資源轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污90%的生物質(zhì)資源)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)報(bào)道,世界染物,導(dǎo)致區(qū)域性和全球性環(huán)境生態(tài)問(wèn)題;另外,眾多由化上種植的各類谷物每年可提供秸稈17億t。以秸稈為發(fā)酵石資源而來(lái)的化學(xué)合成品的不可降解性使用之后的殘留物原料可生產(chǎn)替代化石能源的清潔能源—沼氣在美國(guó)、希成為危害環(huán)境的世界性公害。為控制或減少化石資源的使臘、瑞典以及一些發(fā)展中國(guó)家都對(duì)秸稈作為沼氣原料生產(chǎn)生用、降低環(huán)境和生態(tài)成本,各國(guó)政府紛紛頒布政策法規(guī)鼓勵(lì)物質(zhì)能進(jìn)行了大量研究33,開發(fā)利用可再生資源,尤其是生物質(zhì)資源,因此生物質(zhì)資早在20世紀(jì)80年代我國(guó)以植物秸稈為發(fā)酵原料生產(chǎn)源的轉(zhuǎn)化與利用也成為當(dāng)今各國(guó)化學(xué)化工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)沼氣的技術(shù)就在戶用沼氣池中有過(guò)應(yīng)用,后來(lái)由于產(chǎn)氣效果問(wèn)題。從理論上講,生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化與利用主要有以下不理想及出料難等問(wèn)題沒(méi)有解決而逐漸停滯。近年來(lái)隨著4種方式:生物質(zhì)資源的物理轉(zhuǎn)化與利用生物質(zhì)資源的物理生物技術(shù)的進(jìn)步以及農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)秸稈資源的過(guò)剩和部分地化學(xué)轉(zhuǎn)化與利用、生物質(zhì)資源的化學(xué)轉(zhuǎn)化與利用和生物質(zhì)資區(qū)農(nóng)民就地焚燒秸稈帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題植物秸稈生物轉(zhuǎn)化沼氣源的生物轉(zhuǎn)化與利用。實(shí)踐證明,前3種方式都不同程度地研究重新引起重視。植物秸稈生物轉(zhuǎn)化沼氣的關(guān)鍵是產(chǎn)甲存在著轉(zhuǎn)化與利用條件苛刻資源利用率較低和環(huán)境污染等烷菌的接種和復(fù)合菌劑的制備。問(wèn)題,而生物質(zhì)資源的生物轉(zhuǎn)化與利用的條件比較溫和并韓天喜以秸稈為原料,用老沼液作為接種物,通過(guò)能實(shí)現(xiàn)多級(jí)循環(huán)利用,不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害,而且還有15.7%31.0%如2.%%和9.0%不同濃度的接種物進(jìn)行對(duì)利于改善已經(jīng)被破壞了的環(huán)境與生態(tài)。筆者主要從生物質(zhì)比試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)62.%%和92.0%的濃度能夠大幅度提高產(chǎn)資源的生物轉(zhuǎn)化與利用在生物質(zhì)能源開發(fā)生物質(zhì)材料制備氣效率濃度1.7%就可以完成系統(tǒng)啟動(dòng)而濃度310%效和生物活性藥物制取等領(lǐng)域研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述和前瞻率較高且產(chǎn)氣過(guò)程穩(wěn)定。由細(xì)菌放線菌、真菌組成生物1生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物質(zhì)能源復(fù)合菌劑,既可用于秸稈堆肥加快秸稈腐熟,又可用于預(yù)處生物質(zhì)(bima)資源是由生物直接或間接利用綠色植理秸稈。用該菌劑預(yù)處理后的秸稈可使秸稈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)物光合作用而形成的有機(jī)物。它包括所有的植物、動(dòng)物或微生變化秸稈變?nèi)彳?、疏松作為產(chǎn)沼氣的原料入池后縮短生物以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物。各種生物質(zhì)了秸稈產(chǎn)沼氣的啟動(dòng)時(shí)間提高了產(chǎn)氣量。還有研究表資源中都含有能量可以轉(zhuǎn)化為能與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的可再生明生物復(fù)合菌劑預(yù)處理后的秸稈直接作為產(chǎn)沼氣的發(fā)酵原能源,即生物質(zhì)能。利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)能將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化料加快了產(chǎn)沼氣的啟動(dòng)時(shí)間啟動(dòng)時(shí)間只需2-7d;其產(chǎn)氣為各種潔凈的“含能體能源”,如沼氣、燃料乙醇、生物氫和生量比對(duì)照提高了42.15%-5235%1.2基金項(xiàng)目河南省政府決氧研究課題(2010525);河南省教育廳自蓄燃料乙tTY中國(guó)煤化工物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化CNMHG階段是以玉米、小麥科學(xué)研究資助計(jì)劃項(xiàng)日(2010B150031)為原料利用糧食產(chǎn)品或油作者簡(jiǎn)介張立科(19-),男,河南舞陽(yáng)人,講師從事環(huán)境化學(xué)、分析化料作物雖然技術(shù)已經(jīng)成熟但卻面臨著“與人爭(zhēng)糧”的問(wèn)題學(xué)研究E-mil: zhanglk@xcu,dhu訊作者,講師,碩士事化學(xué)化工研究,Emil; tianquan56@163.cm。顯然僅依靠糧食作為燃料乙醇的原料并非長(zhǎng)久之計(jì)。第2收稿日期2010-11-29階段是非糧燃料乙醇階段以薯類等為原料。但是,薯類也39卷4期張立科等生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化與利用研究進(jìn)展231在國(guó)家糧食統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi),并且薯類生產(chǎn)有地域限制因此這為了突破野生型細(xì)菌的產(chǎn)氫能力人們把誘變育種和基方案也不能完全滿足未來(lái)的需要。第3階段是以農(nóng)業(yè)廢因改良作為進(jìn)行高效產(chǎn)氫細(xì)菌的育種是一個(gè)突破口。其中,棄物如植物秸稈等為主要原料制燃料乙醇。植物秸稈生物誘變育種是一種比較成熟的技術(shù),鄭國(guó)香等采用紫外誘變獲轉(zhuǎn)化獲得燃料乙醇的關(guān)鍵是獲得纖維素乙醇用酶使纖維素得的高效穩(wěn)定產(chǎn)氫突變體的產(chǎn)氫能力比對(duì)照菌株提高40%物質(zhì)產(chǎn)生葡萄糖進(jìn)而發(fā)酵獲得燃料乙醇。Genencor公司于2000年10月宣布,為纖維素轉(zhuǎn)化乙任南琪等利用紫外線誘變獲得1株高效產(chǎn)氫突變菌株醇開發(fā)出了第一種商業(yè)化生物質(zhì)酶 Accellerase100,該酶可UV-d48,其單位體積產(chǎn)氫量和最大產(chǎn)氫速率比對(duì)照菌株使復(fù)雜的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)還原為可發(fā)酵的糖類,且具有以分別提高了65.1%和56.4%,其氫氣產(chǎn)率是對(duì)照菌株的1下優(yōu)點(diǎn):①可提高各種原料的糖化性能;②可使糖化與發(fā)酵54倍。過(guò)程(SSF)同時(shí)進(jìn)行,為二步依次進(jìn)行的水解與發(fā)酵(SHF)1.4生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物柴油生物柴油,又稱脂肪過(guò)程或兩者的組合;③高活性的葡糖酶,可使殘余的纖維二酸甲酯,是以植物果實(shí)、種子、植物導(dǎo)管乳汁或動(dòng)物脂肪油糖量最少,從而有較高的糖化作用,并最終有較快的乙醇發(fā)廢棄的食用油等作原料,與醇類(甲醇、乙醇)經(jīng)交酯化反應(yīng)酵速度,產(chǎn)率也可提高;④未澄清的產(chǎn)物即酶生產(chǎn)中剩余營(yíng)獲得。生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物柴油主要有催化法和生物養(yǎng)物除了由糖化作用產(chǎn)生發(fā)酵糖類外,適用于作酶母;⑤可酶催化法合成2種方式。化學(xué)催化法合成生物柴油存在有保證酶配方化學(xué)品不會(huì)影響糖化碳水化合物(醣)的分布或工藝復(fù)雜、能耗高、色澤深、成本高生產(chǎn)過(guò)程有廢堿液排放繼而影響酶母發(fā)酵。該公司于2008年3月初宣布,又開等缺點(diǎn),而生物酶法催化合成生物柴油具有條件溫和酶發(fā)了新一代纖維素乙醇用酶 Accellerase1500。使用該酶從量小、無(wú)污染排放等優(yōu)點(diǎn),因此,生物酶催化法合成生物纖維素原料如谷物秸稈、甘蔗渣、木屑換季牧草來(lái)生產(chǎn)乙醇油具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。降低酶催化生產(chǎn)物柴油的成或生物化學(xué)品可大大降低成本。我國(guó)清華大學(xué)李十中教授本,提高固定化脂肪酶和固定化細(xì)胞催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化主持研究的甜高粱稈固體發(fā)酵乙醇技術(shù),采用我國(guó)傳統(tǒng)的固率及其重復(fù)使用批次是生物酶催化法合成生物柴油工藝的體發(fā)酵技術(shù),讓甜高粱稈在發(fā)酵池中發(fā)酵,然后再蒸出乙醇。關(guān)鍵發(fā)酵時(shí)間30h(玉米乙醇為55h),乙醇回收率高達(dá)94%。為了增加胞內(nèi)脂肪酶催化活性的穩(wěn)定性,Ban等用1.3生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化制氫生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化制氫0.1%戊二醛交聯(lián)處理固定根霉菌 R-pus oryize IFO4697細(xì)既可用于燃料電池,也可成為今后氫燃料的主要來(lái)源之一,胞結(jié)果發(fā)現(xiàn)用戊二醛處理固定化細(xì)胞后,分3步加入甲具有較大的發(fā)展前景。近年來(lái)世界各國(guó)在生物質(zhì)資源生物醇胞內(nèi)酶醇解大豆油的活性經(jīng)6次回用,沒(méi)有明顯下降;每轉(zhuǎn)化制氫方面,從產(chǎn)氫的機(jī)理細(xì)菌的選育細(xì)菌的生理生態(tài)次回用,產(chǎn)物甲酯的含量為70%~83%。這種方法能直學(xué)、生物制氫反應(yīng)設(shè)備的研制等方面都進(jìn)行了大量研究。迄接利用微生物細(xì)胞內(nèi)的酶催化合成生物柴油細(xì)胞分批培養(yǎng)今為止,已研究報(bào)道的生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化制氫主要有光合與固定化同步進(jìn)行,其催化效率高;省去了酶的分離純化過(guò)生物轉(zhuǎn)化制氫和發(fā)酵生物轉(zhuǎn)化制氫2種方式程,生產(chǎn)成本降低;酶對(duì)乙醇的耐受性增加,有利于反應(yīng)后產(chǎn)光合生物轉(zhuǎn)化制氫是利用藻類和光合細(xì)菌直接將太陽(yáng)物的分離及細(xì)胞的回用。能轉(zhuǎn)化為氫能。光合生物轉(zhuǎn)化制氫的途徑有光合成生物制為生產(chǎn)重組脂肪酶,人們還通過(guò)DNA體外重組定點(diǎn)突氫、光分解生物制氫、光合異養(yǎng)菌水氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)和光發(fā)酵4變或合理的蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì),對(duì)脂肪酶分子進(jìn)行改造降低種。光發(fā)酵生物制氫主要是通過(guò)光子捕獲光合作用后的能酶的生產(chǎn)成本,增強(qiáng)熱穩(wěn)定性、醇耐受性及pH穩(wěn)定性提高量將電荷分離產(chǎn)生高能電子,并形成ATP,而高能電子產(chǎn)生其催化效率。Fared,固氮酶利用ATP和 Fared將氫離子還原為氫氣,因而2生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物材料這種方式的產(chǎn)氫量相對(duì)于其他3種途徑比較高。由于發(fā)酵生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物材料不僅能夠解決材料不可降解生物轉(zhuǎn)化制氫利用的是厭氧化能異養(yǎng)菌,與光合制氫相比,造成的白色污染,緩解石油危機(jī)還能滿足人們對(duì)于新型材有無(wú)需光照、產(chǎn)氫率高和產(chǎn)氫穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),因此厭氧發(fā)酵制料不斷增長(zhǎng)的需求。目前,用生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化合成的聚乳酸氫法被認(rèn)為是更具有發(fā)展?jié)摿Φ纳镔|(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化制氫(PLA)聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)和方式。厭氧產(chǎn)氫微生物是厭氧發(fā)酵制氫過(guò)程中的核心,很多聚對(duì)苯二甲酸內(nèi)二酸酯(PT)是生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物材料研究者針對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的發(fā)酵類型、菌種選育等方面進(jìn)行的典型代表。大量的工作。2.1生物質(zhì)生物法制聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)是性能目前報(bào)道的產(chǎn)氫細(xì)菌多數(shù)為丁酸發(fā)酵和混合酸發(fā)酵梭優(yōu)異的功能纖維和熱塑性材料,具有優(yōu)異的成膜、成纖維能菌屬( Clostridium)為丁酸發(fā)酵中的主要產(chǎn)氫細(xì)菌腸杄菌為力及生物可降解性,可用作包裝、紡織和醫(yī)用材料。蘄云宜混合酸發(fā)酵中的主要產(chǎn)氫細(xì)菌用生并進(jìn)一步聚合成生物就厭氧發(fā)酵進(jìn)行微生物產(chǎn)氫的方式來(lái)看,大體上可分為降解1中國(guó)煤化可做成高質(zhì)量的肥2種類型:一是利用純菌進(jìn)行微生物產(chǎn)氫,二是利用厭氧活性料和CNMHG-。利用該法制得污泥或其他混合物以混合培養(yǎng)方式進(jìn)行產(chǎn)氫。通常 Enter-的聚乳酸可制造垃圾塑料袋、農(nóng)膜等塑料制品。據(jù)報(bào)道,日orsp.主要用于純培養(yǎng),而 Clostridium即p則是混合培養(yǎng)本九州工業(yè)大學(xué)研發(fā)了一項(xiàng)利用食品廢料制取聚乳酸技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)微生物出。他們以食品廢料為原料先制取精制乳酸,進(jìn)而合成聚乳酸。2232安撒農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年北九州市利用此項(xiàng)技術(shù)將建設(shè)一座利用廢棄食品制造生物菌可以利用果糖木糖、延胡索酸衣康酸、丙酸乳酸作為碳降解塑料的工廠,以利于建設(shè)循環(huán)型城市源生產(chǎn)PHB然后通過(guò)微生物發(fā)酵在細(xì)胞內(nèi)積累的PHB經(jīng)華東理工大學(xué)的高克亮進(jìn)行了酶法合成聚乳酸類生物過(guò)破壁分離提取等處理后可獲得一定分子量的純PHB。醫(yī)用與生物紡織材料研究,認(rèn)為聚乳酸是重要的生物紡由于目前常用的PHB提取技術(shù)如次氯酸鈉法有機(jī)溶劑織和生物醫(yī)藥原料,目前化學(xué)法合成研究方興未艾但化學(xué)法、表面活性劑一次氯酸鈉法、氨水法等易造成環(huán)境污染,因法合成存在諸如反應(yīng)條件苛刻能耗高,對(duì)環(huán)境存在污染等此基因合成是最有前景的方法。問(wèn)題,該研究利用酶法合成聚乳酸,可解決上述關(guān)鍵問(wèn)題,生人們利用基因工程法將可合成PHB的A. eutrophus菌物催化反應(yīng)條件溫和能耗低,對(duì)環(huán)境友好,符合綠色化學(xué)要(產(chǎn)堿桿菌屬)的有關(guān)酶引人油菜、向日葵等植物中獲得了求。該技術(shù)有望開發(fā)功聚乳酸的生物技術(shù)合成工藝,產(chǎn)品在“轉(zhuǎn)基因植物”,從這些轉(zhuǎn)基因植物的細(xì)胞質(zhì)或質(zhì)體中可克隆生物醫(yī)用材料和生物紡織領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。合成PHB。由于避免了細(xì)菌合成PHB的分離提純步驟,使2.2生物質(zhì)生物法制聚羥基脂肪酸酯(PHA)聚羥基脂肪合成成本降低成為可能,所以,利用轉(zhuǎn)基因植物合成聚酯的酸脂( polyhydroxyalkanoate,PHA)是很多細(xì)菌合成的一種細(xì)方法為生物降解材料的研制開辟了誘人的前景。胞內(nèi)聚酯在生物體內(nèi)主要是作為細(xì)胞內(nèi)碳源性物質(zhì)而存在陳國(guó)強(qiáng)等用廢糖蜜為原料生產(chǎn)PHB用水解淀粉為原料的。具有生物相容性光學(xué)型壓電性、氣體相隔性等多種優(yōu)生產(chǎn)PHB和PHBV實(shí)現(xiàn)了世界上首次規(guī)?；a(chǎn)第3代秀性能。由于它的力學(xué)性能與某些熱塑性材料如聚乙烯聚PHA-羥基丁酸共聚羥基乙酸酯( PHBHHx),且用基因工程丙烯類似,并且可以完全降解進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán),因而被認(rèn)菌埃希氏桿菌和廉價(jià)淀粉水解糖碳源合成PHB,細(xì)胞干重達(dá)為是一種“生態(tài)可降解塑料”。200g/L,PHB含量在80%以上2)。目前,通過(guò)真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌進(jìn)行聚羥基脂肪酸脂(PHA)工美國(guó)麻省理工學(xué)院麻省州立大學(xué)與維也納大學(xué)合作正業(yè)化生產(chǎn),但成本太高,王琴等研究認(rèn)為,采用價(jià)格低廉的有在研究通過(guò)轉(zhuǎn)基因植物如蘿卜甜菜及糧食作物馬鈴薯和玉機(jī)廢物作為碳源如廚余垃圾農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)廢水、市政污米等使其向合成淀粉那樣合成聚羥基脂肪酸酯(PHB),以水等將有效降低PHA生產(chǎn)成本。楊幼慧等研究表明,不開辟新的物塑料生產(chǎn)途徑同來(lái)源活性污泥自然積累PHA的能力有較大差異,工廠活24生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化制聚對(duì)苯二甲酸丙二酸酯(PT)聚性污泥經(jīng)過(guò)馴化、發(fā)酵后,均可有效富集PHA積累菌,PHA對(duì)苯二甲酸丙二酸酯(PT)因抗沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性好,產(chǎn)量大幅度提高。他們還設(shè)計(jì)出厭氧一好氧活性污泥法生手感柔軟、有彈性及回彈性好易染色及良好的抗靜電性和產(chǎn)PHA的理論工藝模型該模型以傳統(tǒng)的活性污泥法處理抗污性而受到好評(píng),早在20世紀(jì)70年代即被認(rèn)為在服裝污水為基礎(chǔ)分為傳統(tǒng)的活性污泥污水處理工藝和厭氧一好家用服飾襪類地毯和工程塑料等方面具有樂(lè)觀的發(fā)展?jié)撗鮌HA生產(chǎn)工藝兩部分。傳統(tǒng)活性污泥法工藝產(chǎn)生的剩力。但由于生產(chǎn)的聚對(duì)苯二甲酸丙二酸酯(PT)所用原料余污泥部分用于PHA生產(chǎn),碳源則利用工業(yè)廢水等有機(jī)廢1,3-丙二醇(PDO)的成本比較高不易用于商用聚對(duì)苯二物可同時(shí)做到污水有效處理和PHA合成成本的降低,具有甲酸丙二酸酯(PT)的開發(fā),導(dǎo)致對(duì)苯二甲酸丙二酸酯良好的可行性和工業(yè)應(yīng)用前景(PYT)研究的終止鄧飛在活性污泥馴化之初加入少量土著聚羥基脂肪酸到了20世紀(jì)80年代后期, Shell和 Degust在2種不同酯(PHA)合成菌(0.10-0.25g/L),通過(guò)10d厭氧一好氧或的PDO生產(chǎn)技術(shù)上取得了突破: Degust降低了丙烯醛路線好氧-沉淀方式進(jìn)行污泥馴化后,以葡萄糖或乙酸鈉為碳源制造PD0的成本,改善了純度使其能達(dá)到聚合要求;Shel進(jìn)行PHA發(fā)酵。研究馴化前后土著PHA合成菌回注組和對(duì)開發(fā)了以一氧化碳和氫氣與環(huán)氧乙烷(F)加氫甲?；暮险战M馴化過(guò)程中的總菌數(shù)PHA合成菌數(shù)的變化,以及對(duì)成路線加氫甲?；夹g(shù)E0原料易得提升了他們的核心競(jìng)PHA發(fā)酵產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明:在回注組污泥中PHA合爭(zhēng)力。早在1995年, Shell公司就宣布PTT商業(yè)化,并在Lou成菌的增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)量均高于對(duì)照組各種污泥積累 PHA isiana的 Geismar建設(shè)了80ka規(guī)模的PDO工廠。隨后杜占揮發(fā)性懸浮固體的比例提高了21.44%-43.18%湖邦宜布在北卡的金斯頓改造了一個(gè)現(xiàn)成的聚酯工廠,用從2.3生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化制聚羥基脂肪酸酯(PHB)聚羥基丁 Degussa獲得的PDO生產(chǎn)PT,同時(shí)與 Genecore合作開發(fā)具酸酯(PHB)是微生物在不平衡生長(zhǎng)條件下儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)的有潛在的、更便宜的甘油發(fā)酵制PDO的生物路線2。一種高分子聚合物。它不僅具有化學(xué)合成高分子材料相似近年來(lái)我國(guó)在生物質(zhì)資源生物法制備1,3-丙二醇方的性質(zhì),而且還有一般合成高分子材料沒(méi)有的性質(zhì),如生物面的研究也比較活躍,有些已取得了成果。由清華大學(xué)應(yīng)用可降解性、生物相容性、壓電性、光學(xué)活性等特殊性質(zhì)。由于化學(xué)研究所朱炳田、劉德華等承擔(dān)的國(guó)家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)聚羥基丁酸酯(PHB)有微生物細(xì)胞制造,完全不含重金屬等目—“二步法發(fā)酵生產(chǎn)1,3-丙二醇項(xiàng)目已于2003年有毒物質(zhì)是極“潔凈”的塑料因此可以作為新的生物醫(yī)學(xué)月28V凵中國(guó)煤化Tv材料。尤其是隨著醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的氏菌ZU06菌株,在增強(qiáng),人們開始重視PHB生物可降解高分子材料的研究。CNMHG二醇,并對(duì)主要發(fā)酵聚羥基丁酸酯(PHB)合成方法有細(xì)菌合成和基因合成。工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明在體積接種量10%,甘油細(xì)菌合成主要是在控制礦物離子生命養(yǎng)料的環(huán)境中,使某些20g/1L,玉米漿6g/L,葡萄糖8g/L,pH值6.7,37℃的非厭細(xì)菌在發(fā)酵期間其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的PHB如真養(yǎng)產(chǎn)堿桿氧發(fā)酵條件下甘油利用率為951%,1,3丙二醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)39裹4期張立科等生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化與利用研究進(jìn)展2233含量藥物成分并保持高活性的技術(shù)已成為天然產(chǎn)物轉(zhuǎn)化藥3生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物活性藥物物研究的重點(diǎn)。隨著藥物現(xiàn)代化的發(fā)展,新的強(qiáng)化提取技術(shù)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化活性藥物就是以生物質(zhì)為原料,采在藥物有效成分提取中的應(yīng)用研究發(fā)展迅速,并取得了顯著用現(xiàn)代生物技術(shù)加工制備出用于預(yù)防治療和診斷的活性的成效。尤其是酶法轉(zhuǎn)化提取技術(shù)因其具有反應(yīng)特異性藥物?；钚运幬镉行С煞謥?lái)源于生物質(zhì),具有明確治療作用高、快速、高效、反應(yīng)條件溫和且易于控制等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地的單一組成或多組分具有結(jié)構(gòu)新穎活性高副作用少的特應(yīng)用于天然產(chǎn)物藥物有效成分的提取分離和純化。點(diǎn)。用常規(guī)的化學(xué)方法制備活性藥物不僅步驟繁瑣能源及利用酶法轉(zhuǎn)化、提取技術(shù)能破壞植物細(xì)胞壁,促進(jìn)有效材料消耗大,而且產(chǎn)率及純度不高,尤其難以得到結(jié)構(gòu)和性成分提取。使用酶法轉(zhuǎn)化、提取技術(shù)能改變提取的目的成分質(zhì)相似的組分。依靠現(xiàn)代生物技術(shù)改造替代傳統(tǒng)制藥技術(shù)的性質(zhì)加強(qiáng)藥物活性。對(duì)于人參酶法轉(zhuǎn)苷研究最近幾年已被積極關(guān)注,并為當(dāng)代醫(yī)藥丁業(yè)的發(fā)展開辟了新空間。目在國(guó)外越來(lái)越多。研究表明槲皮素苷的吸收和生理活性均前,用生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化生物藥物的生物技術(shù),主要包括微生優(yōu)于槲皮素。酶法轉(zhuǎn)化提取技術(shù)的使用能去除體系內(nèi)雜物發(fā)酵技術(shù)酶法轉(zhuǎn)化技術(shù)基因重組技術(shù)等。質(zhì)提高提取體系澄清度、改善藥物性能31生物質(zhì)微生物發(fā)酵制生物活性藥物生物質(zhì)微生物發(fā)3.3生物質(zhì)基因重組制藥物生物質(zhì)基因重組制藥物主要酵制生物活性藥物是利用微生物在新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖過(guò)是利用基因重組技術(shù)重新組合微生物藥物的基因叢,產(chǎn)生一程中產(chǎn)生的強(qiáng)大酶系將生物質(zhì)中的藥物成分轉(zhuǎn)化成新的活些新的非天然的基因叢,從而合成許多新的非天然的化合性成分,產(chǎn)生新的藥效,其主要通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn):微生物物,為微生物藥物的篩選提供豐富的化合物資源。近年來(lái)應(yīng)以生物質(zhì)中的有效藥物成分為前體經(jīng)微生物的代謝形成新用DNA重組技術(shù)獲得成功的例子不斷增加。如上海藥的化合物;微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生豐富次生代謝產(chǎn)物,這物研究所制造成功的具有高活性青霉素?；浮盎蚬こ绦┐紊x產(chǎn)物自身就是功效良好的藥物;微生物的次生代菌”;中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所研究成功了丙酰謝產(chǎn)物和生物質(zhì)中的某些藥物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的螺旋霉素的“工程菌”。國(guó)外報(bào)道通過(guò)DNA重組技術(shù)使鏈霉化合物;生物質(zhì)中的某些藥物成分能對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝素、卡拉霉素新霉素的產(chǎn)量得到了不同程度的提高;日本三有促進(jìn)或抑制作用,微生物在藥物成分的特殊環(huán)境中可能改樂(lè)公司采用基因重組質(zhì)粒成功地選育出一株L-色氨酸高變自身的代謝途徑,從而形成新的活性成分或改變各活性成產(chǎn)株在發(fā)酵中結(jié)合使用產(chǎn)物結(jié)晶技術(shù),解除產(chǎn)物的反饋抑分的相互比例;微生物的分解作用有可能將藥物成分中的有制作用使單位產(chǎn)量提高4倍。毒物質(zhì)進(jìn)行分解,從而降低藥物的毒副作用同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),引人抗生素生物合成的調(diào)控基因能激微生物發(fā)酵是傳統(tǒng)中藥中的一種重要炮制方法1。將活抗生素產(chǎn)生菌中的沉默基因,從而開啟另一結(jié)構(gòu)抗生素的微生物發(fā)酵應(yīng)用于中藥炮制,即將藥材與輔料拌和在一定生物合成開關(guān),得到新化合物。溫度和濕度下,通過(guò)微生物的生物轉(zhuǎn)化作用,達(dá)到提高藥效、另外,通過(guò)細(xì)胞融合將不同菌種的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)改變藥性、降低毒副作用等目的?！吨腥A人民共和國(guó)國(guó)家藥菌體上,也是生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化醫(yī)藥的重要手段。美國(guó)品標(biāo)準(zhǔn)》中收錄的19種曲藥,如配方和工藝均絕密的片仔Brso- Myers公司自1980年起用此技術(shù)使青霉素發(fā)酵單位痰、六神曲、建曲、采云曲、葭天曲黔曲、半夏曲、老范志萬(wàn)應(yīng)產(chǎn)量平均以每年8%的速度上升。生產(chǎn)菌株與耐高溫型菌株曲泉州百草曲、沉香曲等,均是微生物固態(tài)發(fā)酵而成的中原生質(zhì)體融合,可組建出具有耐高溫性狀的工業(yè)菌株。上海藥。不同培養(yǎng)基經(jīng)同樣微生物處理后會(huì)產(chǎn)生不同的藥性可植物生理所用此法獲得了可在42℃生長(zhǎng)的慶豐霉素重組利用該特性生產(chǎn)具有不同適應(yīng)證的中藥。例如發(fā)酵淡豆豉子。種內(nèi)原生質(zhì)體融合提高單位產(chǎn)量的報(bào)道不少,如頭孢菌時(shí),以桑葉、青蒿發(fā)酵者,藥性偏于寒涼,多用于風(fēng)熱感冒或素、土霉素與氨基酸等。種間的融合也有報(bào)道,柔紅賽素產(chǎn)熱病胸中煩悶之癥;以麻黃、紫蘇發(fā)酵者,藥性偏于辛溫,多生菌與四環(huán)素產(chǎn)生菌原生質(zhì)體融合,使巴龍霉素產(chǎn)量提高5用于風(fēng)寒感冒頭痛之癥1。6倍。滅活原生質(zhì)體的融合與不經(jīng)融合的原生質(zhì)體冉生也到目前為止,用生物質(zhì)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的中成藥達(dá)可獲得高產(chǎn)菌株,如阿絲米星產(chǎn)生菌原生質(zhì)體再生,獲得生18種絕大多數(shù)集保健與治療為一體。例如心腦血管藥有產(chǎn)能力提高280%的菌株美肌降脂素”,對(duì)高血脂(低密度膽固醇和三酸甘油脂)降小結(jié)與展望脂效果理想且有抗動(dòng)脈硬化和減肥作用,無(wú)需長(zhǎng)期服藥。利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為人類所需的生消化系統(tǒng)首推“特效胃噬”,對(duì)胃十二指腸潰瘍、慢性胃炎、物能源生物材料和生物活性醫(yī)藥,其中一些成果已經(jīng)具有消化不良胃脘脹痛返酸惡心、寒胃等療效顯著,尤其服用了明顯的工業(yè)應(yīng)用這表明生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化研究與利用其他胃藥無(wú)效者效果特別明顯。治療骨刺、風(fēng)濕痛的有“特不僅能緩解人類所面臨的化石資源枯竭、環(huán)境污染和生態(tài)惡效骨刺風(fēng)濕噬”,特別是消腫止痛效果好能治療骨刺前端的化等股嫩芽中國(guó)煤化工經(jīng)濟(jì)過(guò)的必要工具。我32生物質(zhì)酶法轉(zhuǎn)化制生物活性藥物近年來(lái),利用天然統(tǒng)和HCNMHG物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的藥物成分治療和預(yù)防疾病日益受到關(guān)注。由于天然與利用研究的上游領(lǐng)域與世界先進(jìn)水平的差距也比較小,甚產(chǎn)物的藥物成分十分復(fù)雜且很多貴重有效成分含量很低,因至在某些方面還處于領(lǐng)先地位因此針對(duì)我國(guó)自身社會(huì)經(jīng)此如何快速有效地從天然產(chǎn)物中轉(zhuǎn)化提取分離和純化低濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需要,充分挖掘豐富的生物質(zhì)資源潛力在發(fā)2234安撒農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年揮傳統(tǒng)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化與利用研究?jī)?yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,把握biphased solids digester system[ J]. Bioresource Technology. 1999. 68:235新一代生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化與利用發(fā)展的機(jī)遇,形成自主的(41 SKOUOU V. Investigation of agricultural and animal wastes in greece生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化技術(shù)和產(chǎn)業(yè),既是解決“三農(nóng)”問(wèn)題和緩ergy production[J].Reneable and Sustainablews,2006,12:1-2解資源環(huán)境和生態(tài)危機(jī)的必然選擇也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)化學(xué)工5] JoNAtaN A, LOVISA B Evaluation o straw as a biofilm carrier in the業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的有效途徑。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),筆者認(rèn)為以ethnogenic stage of two-stage anaerobic digestion of crop residue[J]下幾個(gè)方面值得開展深入的研究Bioresource Technology, 2002, 85: 55-56[6]韓天喜加快以秸稈為主雯原料的沼氣發(fā)酵啟動(dòng)的研究[]江蘇沼(1)非糧生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化能源的技術(shù)研究。目前氣,1990(2):16-18生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化能源多是以糧食為原料如不合理控[]賈小紅黃元仿徐建堂有機(jī)肥料加工與施用[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社,2002:8-11制,會(huì)對(duì)糧食安全構(gòu)成潛在的威脅因此研究開發(fā)非糧生物[8]石衛(wèi)國(guó)生物復(fù)合菌劑處理秸稈產(chǎn)沼氣研究J]農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)06質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化能源技術(shù),是以后生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化能源(S1):93.[9]章文 Genencor為維素乙醇開發(fā)出第一種商業(yè)化[J]石油精細(xì)化的發(fā)展方向,其主要包括,開發(fā)高效的非糧生物質(zhì)的預(yù)處理工進(jìn)展,2007,8(10):43.技術(shù)降低非糧生物質(zhì)降解為葡萄糖的酶制劑成本;選育高[10】章文 Genencor開發(fā)出新的纖維素乙醇用酶[]石油精細(xì)化工進(jìn)展2008,10(3):57轉(zhuǎn)化率利用非糧生物質(zhì)降解產(chǎn)物的微生物菌種。[11]REN N Q WANG A J, MA F Pysiological ecology of acid-producing ferentative microbiology[ M].Bei jing: Science Press,200:36(2)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物材料的過(guò)程優(yōu)化技術(shù)研(2 XIAOBY. WETY S Factors of afecting microbial ferm-entative hydrogen究。生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化過(guò)程往往是一個(gè)多組分、多副產(chǎn)物ction[J]. Microbiology, 2004,31(3): 130-13的過(guò)程在轉(zhuǎn)化目標(biāo)產(chǎn)物的同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品這[1] HENG GX. REN N Q Anaerobic operation and UV-radiation mutagensis for obligate anaerobic fermentative hydrogen-producing bacteria[J]不但對(duì)環(huán)境造成巨大的壓力同時(shí)也是資源的巨大浪費(fèi),因Chemical Engineering, 2007, 35(5): 48-51此研究開發(fā)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物材料的過(guò)程優(yōu)化技術(shù)[14] REN N Q. ZHENGG X. Screening and H2-producing behavior of highly也很有必要,主要包括多產(chǎn)物聯(lián)產(chǎn)和全局控制技術(shù)減少副and Engineering, 2007, 58(3): 755-758.產(chǎn)物的產(chǎn)生;研究開發(fā)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化的廢水和廢渣[5] BAN K HAMA S NISH IZUKAK,ea. Repeated useof whole-cell bic的資源化綜合利用技術(shù)減少生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中的catalysts immobilized within biomass support particles for biodiesel fuelproduction[J]. Joumal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2002,17三廢排放;研究、開發(fā)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物材料的過(guò)程集成技術(shù),盡可能將多步過(guò)程集成在一步中進(jìn)行,以降低能「65豆.酸合成生產(chǎn)加工題形料工業(yè)湖,耗,提高轉(zhuǎn)化效率[I7]華東理工大學(xué)酶法合成聚乳酸類生物醫(yī)用與生物紡織材料研究[eb/Ol].http://showchina.tech10.net/html/article_387479.html(3)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物藥物的酶工程技術(shù)研究。[18]王琴陳銀廣活性污泥合成聚羥基烷酸(PLA)的研究進(jìn)展[環(huán)生物質(zhì)資源生物轉(zhuǎn)化生物藥物體系是非均相的轉(zhuǎn)化和提取境科學(xué)與技術(shù),2007,3(5):11-14.過(guò)程大都需要在較高的溫度條件下進(jìn)行而目前生物質(zhì)資源9]楊,朝輝,鐘土清等食品T廠活性污泥積累生物降解塑料P"HA的研究[J]食品與發(fā)酵T業(yè)x00,28(8)5-8生物轉(zhuǎn)化生物藥物主要集中在市場(chǎng)上已有的酶工藝條件的[20]鄧飛土著PHA合成菌回注法提高活性污泥積累聚羥基脂肪酸酯能探索,對(duì)非均相和較高溫度的轉(zhuǎn)化提取體系酶的作用機(jī)理(21陳強(qiáng)吳瓊生物可降解塑料一聚羥基脂酸脂(FA)的生產(chǎn)技[J」環(huán)境科學(xué)研究,2008,21(4):14和過(guò)程的基礎(chǔ)研究較少,且缺乏針對(duì)藥物轉(zhuǎn)化提取用酶的術(shù)研究[]精細(xì)與專用化學(xué)品xm01,918)2-25生產(chǎn)技術(shù)。因此將酶工程技術(shù)的優(yōu)勢(shì)廣泛用于生物質(zhì)資源2陳慶陳克權(quán),號(hào)雪琳等PTA酯化寰法合成PT研究[]合成生物轉(zhuǎn)化生物藥物需要在以下幾個(gè)方面重點(diǎn)加強(qiáng)其基礎(chǔ)和[23]朱內(nèi)田劉德華任海玉等1,3丙二醇發(fā)酵條件的探素[化工冶應(yīng)用研究,即生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化、提取生物藥物體系內(nèi)酶的作[24]范鷲夏黎明克菜任氏菌非厭氧發(fā)酵產(chǎn)13丙二醇[J浙江大學(xué)學(xué)用機(jī)理及酶反應(yīng)過(guò)程解析;適于生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化、提取生物報(bào):工科版,2009,43(3):491藥物的產(chǎn)酶微生物的篩選技術(shù);適于生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化提取251李羿劉忠榮吳洽慶等發(fā)酵中藥一拓展中藥新藥研究開發(fā)的新空生物藥物的酶的生產(chǎn)及應(yīng)用等方面。間[J].天然藥物研究與開發(fā)00,16(2):7-181.[26]雷載全中藥學(xué)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,x001:48參考文獻(xiàn)27]吳志勇發(fā)赫中藥—現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)中藥配方的結(jié)合[]現(xiàn)代中草藥(北京),00(10):26-27[1]石元春,李十中走出觀望謀大局[].中國(guó)石油石化,209,1(1)[28]徐明叔,羅明芳等酶法強(qiáng)化中藥提取的研究[J.中醫(yī)中藥信息雜志,2005,1012(12)37-39[2]韓艷秋生物質(zhì)化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展態(tài)勢(shì)與我國(guó)生物質(zhì)資源[門]化學(xué)工業(yè)3008,26(8):9-1629]劉飛,吳曉麗生物技術(shù)在微生物藥物研究中的應(yīng)用[]重慶中草藥研究,007,55(1):33[3] ZHANG R H, ZHANG Z Q Biogasification o rice straw with科技論文寫作規(guī)范——作者論文署名一般不超過(guò)5個(gè)。中國(guó)人姓名的英文名采用漢語(yǔ)拼音拼中國(guó)煤化工寫;外國(guó)人姓名名字縮寫可不加縮寫點(diǎn)。CNMHGwasw。。s。。 5o5999504999。sosa。a