發(fā)展木質(zhì)纖維素為原料的液體生物燃料，符合我國生物燃料"不與糧爭地、不與人爭糧"政策。玉米秸稈是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的一大類具有代表性的木質(zhì)纖維素原料，以木質(zhì)纖維素為原料，生產(chǎn)液體生物燃料可從根本上解決溫室氣體排放，緩解全球能源危機(jī)。但是，在以玉米秸稈為原料的生物發(fā)酵過程中，玉米秸稈的前期預(yù)處理，使得木質(zhì)素降解并產(chǎn)生一系列結(jié)構(gòu)各異的、可溶性的化合物，稱為可溶性木素（Soluble lignin compounds，SLCs），它會抑制產(chǎn)丁醇梭菌的生長。中科院青島能源所李福利課題組研究木質(zhì)纖維素丁醇發(fā)酵產(chǎn)物調(diào)控機(jī)制，本研究深入開展了玉米秸稈水解液對產(chǎn)丁醇梭菌影響的深入研究，發(fā)現(xiàn)玉米秸稈水解液可以抑制梭菌生長和糖利用，這種抑制作用可以通過氫氧化鈣脫毒方法去除。
此研究發(fā)現(xiàn)，在丁醇發(fā)酵過程中，SLCs會改變丙酮/丁醇比（A/B）。經(jīng)典的由Clostridium beijerinckii NCIMB 8052以葡萄糖為碳源的分批發(fā)酵的A/B是0.5左右。本研究中以木質(zhì)纖維素水解液為碳源進(jìn)行分批發(fā)酵，最后的A/B是0.95。通過色譜/質(zhì)譜和電化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，水解液中的可溶性木素可以產(chǎn)生氧化壓力，產(chǎn)丁醇梭菌在去除氧化壓力的過程中，會消耗還原力（NADH），這造成在發(fā)酵終產(chǎn)物中丙酮和丁醇比率的變化，使得丙酮在總?cè)軇┲械谋嚷曙@著提高。在微生物發(fā)酵過程中，水解液中的可溶性木素可以提供電子，促進(jìn)產(chǎn)丁醇梭菌氫氣的產(chǎn)生。
這些結(jié)果顯示SLCs不僅會抑制微生物細(xì)胞生長，還會調(diào)整C. beijerinckii丁醇發(fā)酵過程中的A/B比。
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