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相似文献
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1.
随着能源价格的持续上涨,使用木质纤维素生产燃料乙醇已具有重要的实践意义.木糖是多数木质纤维素水解产物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖,传统乙醇生产菌株酿酒酵母不能利用木糖,这为使用以木质纤维素为原料发酵生产乙醇带来了困难.多年以来人们试图通过基因工程和细胞融合等方法对其进行改造使其能够代谢木糖生产乙醇.本文主要介绍这方面的研究进展.  相似文献   

2.
由于对全球变暖等日益严重的环境问题的担忧,生产生物乙醇等清洁能源的技术正受到世界各国越来越多的关注。较之以粮食为原料生产乙醇,木质纤维素生产生物乙醇具有更大的发展潜力,因其来源广泛,廉价且可再生。以木质纤维素生产生物乙醇已经取得长足进步,但仍面临几个主要问题,比如天然酿酒酵母不能利用木糖发酵乙醇,木质纤维素酶成本过高,木质纤维素预处理环节成本高等。已经有基因改造的酵母菌株可以利用戊糖和己糖进行生物乙醇生产。然而,这些菌株对木糖的利用效率很低。这主要是因为酿酒酵母缺乏高效的特异性木糖转运基因,木糖运输依赖已糖转运基因。为了提高木糖利用速度,已有不少方法成功应用于构建重组酵母细胞。现对酵母木糖转运基因的最新研究进展进行简要概述。  相似文献   

3.
微生物木糖发酵产乙醇的代谢工程   总被引:1,自引:0,他引:1  
张颖  马瑞强  洪浩舟  张维  陈明  陆伟 《生物工程学报》2010,26(10):1436-1443
利用木质纤维素发酵生产乙醇具有广泛的应用前景。而自然界中缺少有效转化木糖为乙醇的微生物是充分利用纤维素水解产物、提高乙醇产率、降低生产成本的关键因素。多年来研究者利用分子生物学技术对微生物菌株进行了代谢工程改造,使其能更有效地利用木糖生产乙醇。以下主要对运动发酵单胞菌、大肠杆菌和酵母等候选产乙醇微生物的木糖代谢工程研究进展进行了概述。  相似文献   

4.
木质纤维素原料水解产物的主要成分是葡萄糖和木糖,其中葡萄糖很容易发酵,致使木糖成为木质纤维素发酵的关键,休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)1766是自然界木糖发酵性能较好的天然酵母之一。研究了发酵温度、发酵时间、接种量、初始pH值、摇床转速等因素对休哈塔假丝酵母1766发酵木糖生产乙醇的影响,由正交试验初步确定了休哈塔假丝酵母发酵木糖制乙醇工艺的适宜条件为好氧条件,发酵时间为2d,发酵温度为28℃,摇床转速为150r/min,初始pH值为5,此时乙醇收率最高可达68.62%。  相似文献   

5.
<正>年产量巨大的木质纤维素是可再生的生物基产品生产原料。近些年来得到广泛关注。木糖是木质纤维素原料的主要组分,其综合利用对充分利用原料、提高经济效益具有重要意义。食品级酿酒酵母是一种鲁棒性强的细胞工厂。且遗传改造技术相对成熟。文章综述了近年来基于代谢工程策略构建利用木糖产乙醇、木糖醇以及木糖酸产品的酿酒酵母细胞工厂方面的研究工作。  相似文献   

6.
将木质纤维素类生物质生物转化生产液体燃料,如纤维素乙醇和大宗化学品,对缓解当前人类社会面临的能源和资源危机以及保护环境具有重要意义。半纤维素是木质纤维素类生物质的主要组成成分之一,它的生物降解转化对实现木质纤维素生物炼制意义重大。由于半纤维素糖种类的多样性和半纤维素结构的复杂性,需要一个复杂的半纤维素酶系才能完成对半纤维素的有效降解。除了木聚糖酶等以外,β-木糖苷酶也是半纤维素酶系的主要组分。在半纤维素降解过程中,β-木糖苷酶将木聚糖酶的水解产物木寡糖和木二糖水解为木糖,不仅在木聚糖的彻底降解过程中起着重要作用,而且可以缓解木寡糖对木聚糖酶和纤维素酶的抑制作用。该文综述了目前在β-木糖苷酶方面的研究进展,包括β-木糖苷酶的分类、酶学性质、酶结构及其催化机制、基因的克隆与表达等,并对β-木糖苷酶在纤维素乙醇生产中的应用情况进行了简述。  相似文献   

7.
木质纤维素稀酸水解糖液乙醇发酵研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对耐/代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。  相似文献   

8.
建立筛选利用木糖为碳源产乙醇酵母模型,获得一株适合利用木质纤维素为原料产乙醇的酵母菌株。样品经麦芽汁培养基培养后,以木糖为唯一碳源的筛选培养基初筛,再以重铬酸钾显色法复筛。通过生理生化和26D1/D2区对筛选得到的菌株进行分析和鉴定,该菌初步鉴定为Pichia caribbica。经过筛选得到的菌株Y2-3以木糖(40g/L)为唯一碳源发酵时:生物量为23.5g/L,木糖利用率为94.7 %,乙醇终产量为4.57 g/L;以混合糖(葡萄糖40 g/L,木糖20 g/L)发酵时:生物量为28.6 g/L,木糖利用率为94.2 %,葡萄糖利用率为95.6%,乙醇终产量为20.6 g/L。Pichia caribbica是可以转化木糖及木糖-葡萄糖混合糖为乙醇的酵母菌株,为利用木质纤维素发酵乙醇的进一步研究奠定了基础。  相似文献   

9.
聚焦于嗜热性木质纤维素酶在纤维素乙醇生产中的应用,归纳了限制纤维素乙醇商业化的技术瓶颈,简单介绍了嗜热性木质纤维素酶的特点,重点介绍了嗜热性木质纤维素酶在筛选、修饰、固定化、异源表达、代谢调控以及协同作用中的研究进展,讨论了嗜热性木质纤维素酶在纤维素乙醇生产中发挥的作用。最后,提出了嗜热性木质纤维素酶在纤维素乙醇生产中面临的问题并展望了其应用前景。  相似文献   

10.
根霉菌利用木质纤维素发酵生产有机酸的研究进展*   总被引:1,自引:0,他引:1  
木质纤维素是世界上储量最丰富、最廉价的可再生生物质资源,利用木质纤维素发酵生产有机酸具有重大的经济效益及社会效益。为发掘影响木质纤维素利用的关键因素,对根霉菌的木糖代谢途径以及利用木质纤维素发酵生产乳酸、富马酸等重要有机酸的生产方式、发酵策略等进行了阐述,指出针对木糖的转化率是制约木质纤维素高效利用的瓶颈。  相似文献   

11.
Xylose fermentation is necessary for the bioconversion of lignocellulose to ethanol as fuel, but wild‐type Saccharomyces cerevisiae strains cannot fully metabolize xylose. Several efforts have been made to obtain microbial strains with enhanced xylose fermentation. However, xylose fermentation remains a serious challenge because of the complexity of lignocellulosic biomass hydrolysates. Genome shuffling has been widely used for the rapid improvement of industrially important microbial strains. After two rounds of genome shuffling, a genetically stable, high‐ethanol‐producing strain was obtained. Designated as TJ2‐3, this strain could ferment xylose and produce 1.5 times more ethanol than wild‐type Pichia stipitis after fermentation for 96 h. The acridine orange and propidium iodide uptake assays showed that the maintenance of yeast cell membrane integrity is important for ethanol fermentation. This study highlights the importance of genome shuffling in P. stipitis as an effective method for enhancing the productivity of industrial strains.  相似文献   

12.
刘维喜  付晶  章博  陈涛 《生物工程学报》2013,29(8):1161-1172
当前,全球经济的高速发展与日益减少的石油资源储备进一步加剧了能源供需矛盾。人类对开发利用可再生的纤维素生物质资源寄予厚望。木糖是木质纤维素水解产物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖,因此对木糖高效率生物转化的研究成为影响其工业化前景的关键因素之一。针对近几年的研究,文中综述了生物转化木糖方面的进展,包括木糖代谢途径的鉴定和设计、木糖运输途径的改造、生物基化学品制备。为了解决当前全球面临的能源危机与环境问题,运用合成生物学技术发展新一代生物燃料技术,特别是开发能够代谢木糖高产乙醇的微生物工程菌株是实现可持续发展的重要方式。  相似文献   

13.
Metabolic engineering for improved fermentation of pentoses by yeasts   总被引:23,自引:0,他引:23  
The fermentation of xylose is essential for the bioconversion of lignocellulose to fuels and chemicals, but wild-type strains of Saccharomyces cerevisiae do not metabolize xylose, so researchers have engineered xylose metabolism in this yeast. Glucose transporters mediate xylose uptake, but no transporter specific for xylose has yet been identified. Over-expressing genes for aldose (xylose) reductase, xylitol dehydrogenase and moderate levels of xylulokinase enable xylose assimilation and fermentation, but a balanced supply of NAD(P) and NAD(P)H must be maintained to avoid xylitol production. Reducing production of NADPH by blocking the oxidative pentose phosphate cycle can reduce xylitol formation, but this occurs at the expense of xylose assimilation. Respiration is critical for growth on xylose by both native xylose-fermenting yeasts and recombinant S, cerevisiae. Anaerobic growth by recombinant mutants has been reported. Reducing the respiration capacity of xylose-metabolizing yeasts increases ethanol production. Recently, two routes for arabinose metabolism have been engineered in S. cerevisiae and adapted strains of Pichia stipitis have been shown to ferment hydrolysates with ethanol yields of 0.45 g g–1 sugar consumed, so commercialization seems feasible for some applications.  相似文献   

14.
产乙醇工程菌研究进展   总被引:2,自引:1,他引:1  
王凡强  许平 《微生物学报》2006,46(4):673-675
伴随着21世纪的到来,低油价的时代也悄然落幕。简要概述了燃料乙醇产生菌代谢工程的研究进展,包括了利用淀粉、戊糖及纤维素的工程酵母构建,运动发酵单胞菌利用戊糖工程菌的构建,引入外源乙醇合成途径的大肠埃希氏菌和产酸克雷伯氏菌等。对燃料乙醇的重视将促进开发能利用廉价原料和要求粗放的工程菌株用于高产乙醇的生产过程,以降低成本和能耗,其中能利用生淀粉的工程酵母及利用木质纤维素水解物的运动发酵单胞菌工程菌有较大的工业化潜力。  相似文献   

15.
酿酒酵母木糖发酵酒精途径工程的研究进展   总被引:17,自引:1,他引:16  
途径工程(Pathway engineering),被称为第三代基因工程,改变代谢流向,开辟新的代谢途径是途径工程的主要目的。利用途径工程理念,对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)代谢途径进行理性设计,以拓展这一传统酒精生产菌的底物范围,使其充分利用可再生纤维质水解物中的各种糖分,是酿酒酵母酒精途径工程的研究热点之一。这里介绍了近年来酿酒酵母以木糖为底物的酒精途径工程的研究进展。  相似文献   

16.
木糖的乙醇发酵一直被视为木质纤维原料生物转化产生乙醇的关键因素,休哈塔假丝酵母(Candidashehatae)是木糖发酵性能较好的天然酵母之一。对Candida shehatae HDYXHT-01进行了氦氖激光诱变和NTG诱变,力求选育出发酵木糖产乙醇能力强的菌株。氦氖激光诱变得到的突变株HN-3乙醇产量为17.03g/L,乙醇得率达到0.3393g/g,相比原始菌株提高20.36%。再对HN-3进行NTG诱变,得到的突变株NTG-2乙醇产量为24.20g/L,相比HN-3提高42.10%。进而对NTG-2菌株进行了摇瓶48h连续发酵试验,测得其乙醇产量、木糖利用率、乙醇得率和乙醇产率分别达到24.16g/L,69.26%,0.4360g/g和0.7075g/(L·h)。  相似文献   

17.
Aim:  To identify fungi that are capable of increasing ethanol production from lignocellulose in spent sulfite liquor.
Methods and Results:  In a batch fermentation study, the fungal mix could produce 24·61 g l−1 ethanol using spent sulfite liquor as substrate. The fungal mix grew well on glucose, xylose, hemicellulose and cellulose. In addition, we were able to identify the fungal mix by use of PCR-amplification of DNA and sequencing, and they were identified as Chalara parvispora and Trametes hirsuta/T. versicolor. In a reconstitution study, the identified fungi were shown to produce equal amount of ethanol as the fungal mix. We were also able to show that C. parvispora could produce ethanol from xylose.
Conclusion:  The present study has shown that ethanol production from biomass can be increased by use of C. parvispora and T. versicolor when compared with fermentation using only S. cerevisiae .
Significance and Impact of the Study:  The study shows that refining biomass by ethanol production from spent sulfite liquor, a lignocellulose material, can be increased by adding C. parvispora and T. versicolor , and it is thus of great potential economical impact.  相似文献   

18.
Lignocellulose hydrolysate is an abundant substrate for bioethanol production. The ideal microorganism for such a fermentation process should combine rapid and efficient conversion of the available carbon sources to ethanol with high tolerance to ethanol and to inhibitory components in the hydrolysate. A particular biological problem are the pentoses, which are not naturally metabolized by the main industrial ethanol producer Saccharomyces cerevisiae. Several recombinant, mutated, and evolved xylose fermenting S. cerevisiae strains have been developed recently. We compare here the fermentation performance and robustness of eight recombinant strains and two evolved populations on glucose/xylose mixtures in defined and lignocellulose hydrolysate-containing medium. Generally, the polyploid industrial strains depleted xylose faster and were more resistant to the hydrolysate than the laboratory strains. The industrial strains accumulated, however, up to 30% more xylitol and therefore produced less ethanol than the haploid strains. The three most attractive strains were the mutated and selected, extremely rapid xylose consumer TMB3400, the evolved C5 strain with the highest achieved ethanol titer, and the engineered industrial F12 strain with by far the highest robustness to the lignocellulosic hydrolysate.  相似文献   

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