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纤维素乙醇的研发与玉米芯生物炼制的最新进展—访山东大学微生物技术国家重点实验室曲音波教授

核心提示:中国生物质能大会,2011年11月底在上海艾福敦酒店召开,大会邀请到山东微生物国家重点实验室的曲音波教授,曲教授在大会上做了“纤维素乙醇的研发与玉米芯生物炼制”的精彩演讲。会后,曲音波教授接受了中国生物产业网记者的采访。

【中国生物产业网(http://www.cnbioindustry.cn)】1月13日讯 

编者按:中国生物质能大会,2011年11月底在上海艾福敦酒店召开,大会邀请到山东微生物国家重点实验室的曲音波教授,曲教授在大会上做了“纤维素乙醇的研发与玉米芯生物炼制”的精彩演讲。会后,曲音波教授接受了中国生物产业网记者的采访。

中国生物产业网:曲教授,这次会议你的主讲是纤维素乙醇的研发与玉米芯生物炼制,请问目前玉米芯生物炼制技术的的市场应用领域主要有哪些?

曲音波教授:玉米芯生物炼制是我们整体工作的一个环节,木质纤维素降解是我们主要的一个研究方向,目前我们选择玉米芯作为生物炼制的第一步,那么它有很多优点,玉米芯本身总糖的含量比较高,它已经形成了一个产业,生产包括木糖等相关的产品,而把大量的木质素留下来作为废渣来处理。我们最主要的研究方向主要是纤维素酶的生产,有纤维素酶以后,和现有的工业结合起来,把其中的纤维废渣转化变成燃料乙醇,避开了很多一般的秸秆转化为纤维素乙醇技术上的很多困难,它的原料已经经过了提取木糖的预处理手段;另外,木糖难以被发酵变成乙醇的,那么我们做了很多研究工作已经接近实物,但是目前还是有一些问题,而从玉米芯的木糖加工的废渣来转化利用,它就躲开了木糖利用的问题,所以目前还是比较容易转化。从长远来说,扩展原料源,玉米芯只是秸秆的很小的一部分,将来希望能扩展其他的燃料,其目前的限制因素主要是木糖产品现在的市场还比较小,还在扩展的过程中,我们希望把木糖转化变成其他的化工产品,那么它就可以加大规模的进行推广。

中国生物产业网:曲教授,您选育出的青霉抗阻遏突变株,其产酶能力已达到了国际先进水平,受到了业界的一致好评,并得到了广泛的运用,其运用领域和优势主要有哪些呢?

曲音波教授:木质纤维素降解转化从生物转化的途径,其中最核心的成本比较高的一部分就是纤维素酶的生产,那么国际上通常使用的一些主要是木霉纤维素,它确实有很多优点,但是国际上已经有一些技术专利,在国内使用的话是有一些困难的,发展我们有自主知识产权的技术,所以我们在30多年以前,就开始筛选其他的一些菌株,青霉菌株有它的优点,我们最近把青霉菌株做了精准的测序,能够整个的反映出来它的酶系是非常完整的,是一个复杂的霉系统,不是单个的霉,木霉系统缺的一些成分,比如β-葡糖苷酶,在青霉系统的含量都相对比较高,所以它是可以作为一个新的酶系统改造的基础,目前我们做了很多改进,这个酶系统已经进入升华阶段,它是中国游自主产权的系统可以在国内开发的时候避开了一些专利和其他的一些问题。

中国生物产业网:2011年,“啤酒生物发酵工程”国家重点实验室第一届学术委员会会议在青岛召开,曲教授您当时也参与了此次会议,您觉得这个实验室的重大意义在哪?

曲音波教授:啤酒是一个很大的产业,说起来是传统的产业,具有固定风味的一个产品,但是它还是有很多技术问题需要解决,相关产品的质量、产品的综合利用的一些技术,这样的一些工程实验室对啤酒行业的发展很重要,但是还是相对局限的特定产业。

中国生物产业网:曲教授,可以给我们简单地介绍一下中国目前的生物质能源产业格局是怎样的吗?

曲音波教授:生物质作为可再生资源,随着石油资源的紧缺,寻找新的替代资源都是非常重要的大产业。今天这场会从整体来看,还是有很多新的进展,都很令人鼓舞的。如淮北中润的化学转化,还有康泰斯的以生物转化为主的技术现在已经在做产业化,很快就会进入实际生产应用。我个人认为,这些目前技术都还在发展阶段,生物质本身它的成分还是比较复杂的,其中像类似于石油炼制的技术,把它转化变成液体燃料、多种多样的化学品。将来的生物质产业具有最终形成替代像石化资源的炼制石油化工的大产业,对人类社会的可持续发展是非常重要的,因为原料本身是可以再生的,可以用生物质的手段来进行转化,但是这是需要一个发展过程,目前还是处于一个起步的阶段。

中国生物产业网:曲教授,您及团队下一步的研究计划和重心是什么?

曲音波教授:山东大学的微生物技术国家重点实验室其中最主要的研究方向是木质纤维素降解转化,我们有近20位教师,每年有几十位研究生在从事相关的研究工作,主要的目的还是生物转化,因为我们主要从事的是微生物技术这一块的工作,以纤维素乙醇作为主要的产品,但实质上将来还是在生物质炼制,它可以转化多种多样的产品,另外还有一个主要方向在酶制剂本身,无论你转化什么产品,把纤维性材料转化为可以发酵的糖,这是最关键的一步。

第一眼看到曲音波老师就倍感亲切,他的笑容感染着周围的每一个人,一直专注于微生物研究四十余载,已先后主持或参加了十余项国家或省部级以上科研项目(如国家七五、八五和九五重点科技攻关项目农副产品加工用酶及其应用技术、国家自然科学基金重点项目木质纤维素降解机理研究、国家863高技术前沿探索项目绿色制浆造纸生物技术等)。多项成果通过了技术鉴定,其中两项被认为达到了国际先进水平。两项成果获得了国家发明专利。

作者简介:

曲音波教授,现任山东大学生物科学学院院长、微生物技术国家重点实验室主任、中国微生物学会副理事长、基础微生物学专业委员会主任;亚洲生物技术联合会咨询委员;《Biofuels》编委;《微生物学报》副主编,973项目首席科学家。长期从事纤维素酶和可再生资源微生物转化技研究。

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