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      超濾-納濾膜工藝助力甘蔗渣水解液發酵制β-聚蘋果酸

      發表日期:2019-11-08 14:18文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

            據膜科學與工程微信公眾平臺2019年11月1日訊 β-聚蘋果酸(β-Poly-L-malicacid,PMLA)是由微生物合成的一種以L-蘋果酸為唯一單體通過酯鍵連接而成的高分子聚合物,當使用精制葡萄糖或蔗糖作為碳源合成PMLA時,生產成本較高。因此,利用木質纖維素原料如農業副產物合成PMLA引起了研究人員越來越多的關注。然而從不同生物質原料獲得的水解液中,己糖(葡萄糖)與戊糖(木糖和阿拉伯糖)(H∶P)的比例在0.08到6.50之間變化,同時不同的預處理方法也將影響水解產物的組成。另外,木質纖維素酸水解液中含有大量抑制物,采用傳統的脫毒方法,不能有效去除其中的乙酸。以上兩點都會影響PMLA的發酵效率。
        中科院過程所生物膜分離技術與應用課題組采用超濾-納濾集成膜工藝處理甘蔗渣酸水解液,提高其單糖濃度的同時削減其中抑制物含量,納濾濃縮液可直接用于PMLA發酵,納濾透過液經反滲透膜濃縮后與纖維素酶解液混合后也可用于PMLA發酵。
        本工作首先研究了將甘蔗渣酸水解液和酶水解液混合發酵的過程,發現混合液中過高的H∶P比例以及高的葡萄糖濃度會抑制戊糖的利用。同時發現在酶水解液或葡萄糖為底物的培養基中加入低濃度乙酸(1.46g/ L)可以顯著增加PMLA產量;在酸水解液中添加相同濃度的乙酸時,PMLA產量沒有明顯改善,但PMLA的生產強度及細胞濃度顯著提高。因此,可以使用集成膜工藝來濃縮回收單糖并調節酸/酶水解液中的乙酸濃度,以分別提高其作為底物發酵PMLA的產量。

       

      超濾-納濾膜工藝助力甘蔗渣水解液發酵制β-聚蘋果酸


        該研究獲得北京市自然科學基金面上項目(No.5182025)的支持,相關研究結果發表在Bioresource Technology, 295 (2020) 122260。

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