新酵母让生物燃料更经济更安全

中科院大连化物所赵宗保研究小组近日首次发现一株能够同步利用葡萄糖和木糖生产油脂的产油酵母，油脂含量约为 50%。如果直接利用玉米秸秆水解液来“喂养”这个酵母，油脂含量也可达 39%，表现出良好应用前景。研究人员表示，这一发现对木质纤维素原料高效转化具有重要意义。
目前，以木质纤维素作为原料的第二代生物燃料备受关注。不过木质纤维素要变成液体燃料还有较多问题需要解决。木质纤维素需要先进行水解，其水解产物具有葡萄糖和木糖并存的基本特点，而实现葡萄糖和木糖的高效利用是将其水解产物转化为液体燃料面临的共性难题之一。
原因在于，多数微生物在葡萄糖和木糖共存的条件下优先利用葡萄糖，造成木糖利用效率低甚至利用不完全。因此，获得能够同步且高效利用葡萄糖和木糖的菌株对于提高该过程的经济性至关重要。
“我们研究发现，皮状丝孢酵母 Trichosporon cutaneum AS2.571 能够同步利用葡萄糖和木糖积累油脂。”赵宗保研究员介绍他所领导的生物质高效转化研究组（1816 组）的新进展。
研究小组发现，在 3 - L 发酵罐中当葡萄糖 / 木糖以 2:1（w/w）的比例存在时，油脂含量达到 59%，脂肪得率系数达到 0.17 g/g。而且，在混合糖利用过程中没有出现二次生长现象，即细胞生长没有出现延滞期。摇瓶实验结果表明，无论葡萄糖和木糖在培养基中比例如何，两种底物都几乎同时被耗尽，底物消耗速率约为 0.57 g/L/h，油脂含量约为 50%。
该产油酵母有没有应用前景？研究小组表示，直接利用玉米秸秆水解液培养该产油酵母，菌体油脂含量也达到 39%，脂肪得率系数达到 0.15 g/g，表现出良好的应用前景。
这一最新研究进展近期已经发表在生物医学领域世界上最大的 Open Access 出版商 BioMed Central 出版的学术期刊 Biotechnology for Biofuels 上。
赵宗保表示，该研究成果对发展混合糖同步生物转化技术、降低微生物油脂生产原料成本、拓展生物柴油产业原料，均具有重要意义。