利用联合生物加工生产纤维素乙醇的研究进展

黄俊 梁士劼

摘要：联合生物加工（consolidated bioprocessing）是将纤维素酶的产生、纤维素酶解、糖发酵全部同时在一个反应器中完成，整个反应过程由一种微生物或微生物集合体来完成。联合生物加工具有工艺简便、成本低、效率高等优点，被广泛认为是最优的纤维素乙醇生产策略，又被称为第三代生物燃料。本文介绍构建符合联合生物加工要求菌株的2条途径，第1类联合生物加工菌株改造纤维素酶生产菌，使其能够高产乙醇;第2类联合生物加工菌株改造乙醇高产菌株，使其能够分泌纤维素酶。本文还对联合生物加工候选菌株及其优缺点做了概括，为今后研究提供了理论基础和指导方法。

关键词：纤维素;微生物;乙醇;联合生物加工;纤维素酶

中图分类号： S188文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0018-06

收稿日期：2020-05-11

基金项目：广西自然科学基金（编号：2018GXNSFAA294035、2018GXNSFAA294118、2018GXNSFAA138111、2020GXNSFAA259021）。

作者简介：黄俊（1982—），男，广西靖西人，博士，助理研究员，主要从事纤维素乙醇研究。E-mail：jimh25@foxmail.com。纤维素是具有分布广、蕴藏量丰富、廉价等优点的可再生资源[1]。纤维素由木质素、半纤维素和纤维素3个部分组成高度结晶的聚合体，纤维素居于聚合体中心位置，外围结构则由半纤维素与木质素组成。因此，利用纤维素生产乙醇就需经过预处理环节，以瓦解纤维素结构。在此基础上，经纤维素酶酶解纤维素和半纤维素，再由微生物对葡萄糖等糖类进行发酵得到终产物乙醇[2]。

木质纤维素生产燃料乙醇的过程可分为4个部分：预处理、酶解、发酵和纯化等。在这4个主要环节中，糖化发酵环节直接关系着乙醇产量，是纤维素生产乙醇的关键步骤。……