以木質纖維素為原料 高效製備琥珀酸

近日，中國農業科學院麻類研究所農産品生物煉製與轉化創新團隊通過對高溫液態水預處理、高濃底物酶解糖化和分批補料發酵等工藝進行耦合和優化，構建了利用木質纖維素為原料的琥珀酸綠色高效製備技術。相關研究成果發表在《生物資源技術》上。

琥珀酸作為最重要的工業平臺化合物之一，在可降解材料、醫藥及食品等領域具有重要的應用價值。利用豐富、可再生的農林加工廢棄木質纖維素作為琥珀酸生産原料，不僅有助於減輕廢棄物處置及利用化石原料合成琥珀酸過程中的污染，還能促進農民增收和工農業生産過程的減碳。琥珀酸等有機酸由糖經過代謝轉化而成。在木質纖維素生物煉製過程中，如何從原料中獲得高濃度可發酵糖並實現高效轉化是當前面臨的主要挑戰。

為了減少木質纖維素預處理過程的環境污染，科研人員採用水熱預處理技術降低木質纖維素原料抵抗酶解的結構壁壘，通過探究影響預處理效果的關鍵工藝參數並進行優化，顯著提高了木質纖維素底物的可降解性。科研人員借助酶解體系復配及分批補料等策略構建木質纖維素預處理殘渣免洗、免乾燥的高效糖平臺，不僅獲得了高濃度可發酵糖，還大幅降低了預處理過程中的水耗、能耗和廢液排放。在充分評估水熱預處理廢液對琥珀酸發酵效率影響的基礎上，科研人員構建了預處理液部分回補的琥珀酸發酵工藝，在充分利用廢液中戊糖的同時還可有效降低琥珀酸生物煉製過程中的廢液排放。