以木质纤维素为原料 高效制备琥珀酸

近日，中国农业科学院麻类研究所农产品生物炼制与转化创新团队通过对高温液态水预处理、高浓底物酶解糖化和分批补料发酵等工艺进行耦合和优化，构建了利用木质纤维素为原料的琥珀酸绿色高效制备技术。相关研究成果发表在《生物资源技术》上。

琥珀酸作为最重要的工业平台化合物之一，在可降解材料、医药及食品等领域具有重要的应用价值。利用丰富、可再生的农林加工废弃木质纤维素作为琥珀酸生产原料，不仅有助于减轻废弃物处置及利用化石原料合成琥珀酸过程中的污染，还能促进农民增收和工农业生产过程的减碳。琥珀酸等有机酸由糖经过代谢转化而成。在木质纤维素生物炼制过程中，如何从原料中获得高浓度可发酵糖并实现高效转化是当前面临的主要挑战。

为了减少木质纤维素预处理过程的环境污染，科研人员采用水热预处理技术降低木质纤维素原料抵抗酶解的结构壁垒，通过探究影响预处理效果的关键工艺参数并进行优化，显著提高了木质纤维素底物的可降解性。科研人员借助酶解体系复配及分批补料等策略构建木质纤维素预处理残渣免洗、免干燥的高效糖平台，不仅获得了高浓度可发酵糖，还大幅降低了预处理过程中的水耗、能耗和废液排放。在充分评估水热预处理废液对琥珀酸发酵效率影响的基础上，科研人员构建了预处理液部分回补的琥珀酸发酵工艺，在充分利用废液中戊糖的同时还可有效降低琥珀酸生物炼制过程中的废液排放。