资源能源糖
(1)从农作物废弃物的水解液进行乳酸发酵
联系人：祁庆生
联系电话：0531-88365628
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qiqingsheng@sdu.edu.cn
乳酸、乳酸盐及其衍生物是重要的生物化工产品,它在酿造、医药、食品、卷烟、皮革、印染、化工等领域有着广泛的应用。而以L-乳酸为单体经化学合成的新型高分子材料--聚乳酸,具有优良的生物可降解性，能最终降解成二氧化碳和水，属环保型材料，可以用来解决日益严重的"白色污染"问题很多微生物能够发酵生产D-乳酸，一些乳酸菌如保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）能够生产高纯度的D-乳酸，而一些乳酸菌如Lactobacillus helveticus、嗜淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylophilus)和德式乳杆菌（Lactobacillus delbruckii）则能够生产L-乳酸[2]。商业化的乳酸菌，如乳杆菌（Lactobacillus）等具有较高的酸耐受性，并且能够通过基因操作选择性生产D-型或L-型乳酸，但其营养要求高，很少或不能完全利用戊糖，生长率较低，不能够很好的用于大规模生产。
其他的产乳酸菌包括根霉菌（Rhizopus）、乳杆菌（Bacillus）、大肠杆菌（Escherichia）、酵母菌（Saccharomyces）、克鲁维酵母菌（Kluyveromyces）、芽孢杆菌（Bacillus）等具有更宽的底物范围、高产率和得率、营养要求低、无质粒和抗性标记、光学纯度高等优点，可以通过基因操作的手段、运用发酵和代谢工程的技术方法可控地生产光学纯的L-乳酸或D-乳酸[3]。的重组大肠杆菌则具有更加方便、实用的优点：一、大肠杆菌遗传背景清晰，营养要求简单，在有氧或厌氧的条件下均能较快的生长。第二，大肠杆菌可以利用各种糖，包括木糖。三、基因操作技术成熟，通过基因操作的手段、运用发酵和代谢工程的技术方法可控制地生产光学纯的L-乳酸或D-乳酸，具有很大的市场前景。目前，以糖混合物做碳源产酸率为100克/升。
2．微生物发酵法生产PHA途径和新工艺
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项目简介
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates或PHA)是很多细菌合成的一种细胞内聚酯，在生物体内主要是作为细胞内碳源和能源的贮藏性物质而存在。由于具有诸如生物可降解性、生物相容性、光学性、压电性、气体相隔性等许多优良性能，而可以应用在众多领域。作为一类难以降解石油烃制品的替代品，PHA可以减轻对土壤和水体的污染，因而被广泛关注并应用。通过利用葡萄糖生产PHB的过程分析和经济学评价表明，高生产成本仍是阻碍PHA商业化的主要原因。
半纤维素是植物纤维材料的主要成分之一，天然半纤维素如木聚糖水解产物的85%～90%是木糖。利用可再生的植物纤维资源生产PHB不仅可以解决人类面临的能源危机、环境污染等问题，甚至影响产业组织和结构调整，并带来巨大的经济效益和社会效益。本实验室在利用纤维素酶、半纤维素酶催化水解纤维素、半纤维素方面有很好的研究基础。本工艺就是基于以半纤维素水解产生的粗糖液为底物，以重组大肠杆菌获得的菌株来发酵生产PHB，研究其代谢机制，试图获得降低PHB的生产成本的生物产品。
经济技术指标和项目成熟程度
技术指标：利用基因工程重组菌进行生产，产量可达90％菌体量。500ml培养瓶，发酵周期60小时，PHB的产量达32 g/L（非高密度发酵）。
项目成熟程度：PHB发酵工艺已达到中式水平，可直接进行中试。产量达到国际先进水平，已具备工业化生产能力。
原材料供应及外部配套情况
天然半纤维素如木聚糖水解产物的85%～90%是木糖。半纤维素是植物纤维材料的主要成分之一，如秸秆中半纤维素的含量占其干重的25%～50%。利用改造的重组大肠杆菌进行半纤维素水解产生的粗糖液为底物的发酵,可以实现PHB的低投入和高效生产。
经济效益估算
在计算模拟试验中发现，高PHB含量和其高产率对于降低PHB生产成本至关重要，尤其是PHB的含量对于产品的成本有多种影响，因为高PHB含量使得下游PHB的提取效率更高，处理过程的损失更低，发酵过程中的（主要是碳源和成本）消耗更少。通过采用天然半纤维素为有效的发酵底物将大大的降低生产成本，计算估计每千克PHB的生产成本将不高于2.6美元，低于同期市场同类产品参考价。
