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题名笋壳酶解发酵产可降解塑料PHB
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作者
沙爽
杨慧敏
邵琼
李燕军
韩业君
彭小伟
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机构
中国科学院过程工程研究所、生物药制备与递送全国重点实验室
国家林业和草原局竹子研究开发中心、竹林生态与资源利用国家林业和草原局重点实验室
天津科技大学生物工程学院、工业发酵微生物教育部重点实验室
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出处
《林产化学与工业》
北大核心
2025年第4期114-120,共7页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2021YFC2101602)
国家自然科学基金资助项目(22178362)
浙江省省属科研院所扶持专项(无编号)。
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文摘
为开发笋壳酶解发酵生产可降解塑料聚3-羟基丁酸酯(PHB)的新途径,对笋壳组分、预处理、酶解、发酵产PHB过程进行了探讨。研究结果发现:笋壳含纤维素较低为28.1%,半纤维素中含木聚糖和阿拉伯聚糖分别为20.8%和4.4%,含木质素为10.8%,其他组分(包括蛋白、脂类、果胶等)为31.5%,用20 g/L和40 g/L的NaOH溶液处理笋壳并经水洗后物料质量损失率达到38.5%~56.9%,该方法没有实用性;为避免糖损失,用1 g/L和5 g/L的低质量浓度NaOH溶液处理笋壳,不经过水洗工艺直接调节pH值后酶解,纤维素酶解率分别为74.6%和78.4%,与天然笋壳直接酶解的纤维素酶解率69.9%相比,有所上升。利用经过改造后能同时利用葡萄糖和木糖的工程菌Cupriavidus necator,分别对天然笋壳酶解液以及1 g/L和5 g/L NaOH溶液处理过的笋壳酶解液发酵72 h时,PHB产率分别为4.26、4.31和0.72 g/L,低质量浓度NaOH处理并未明显提高PHB的产率,且5 g/L NaOH处理的酶解液对菌体有较大的抑制作用。天然笋壳直接酶解发酵是生产PHB较经济的方式,每吨笋壳可生产85.2 kg PHB,发酵过程每消耗100 g糖能产生菌体56.3 g、PHB 29.3 g,在酶解率、木糖利用率和菌体PHB含量方面还有提升空间。
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关键词
笋壳
可降解塑料
酶解
生物转化
生物质
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Keywords
bamboo shoot shell
degradable plastics
enzymatic hydrolysis
bioconversion
biomass
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分类号
TQ35
[化学工程]
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