丁二酸发酵新进展

Advance in succinic acid fermentation

丁二酸是一种重要的"C4平台化合物",广泛应用于食品、医药、香料等工业,可取代苯合成250种以上的化工产品[1]。微生物发酵法生产丁二酸因其环境友好、可利用废弃的生物质资源、能够固定温室气体CO2等优点,成为近年来国内外的研究热点[2],美国能源部的报告将丁二酸列为未来12种最有潜力的生物基大宗化学品中的第一位。目前丁二酸生产原料多集中在葡萄糖、糖蜜、大米及纤维素等原料[3-5],发酵所需氮源为价格昂贵酵母粉,其添加成本占生产成本5%左右,若用进口酵的母粉可达10%,导致丁二酸生产成本偏高,不适合丁二酸大规模生产。木薯(Cassava)具有易种、耐干旱贫瘠、淀粉含量高(干片可达70%以上)等优点,是一种极具潜力的非粮作物,本刊2014年第8期介绍了申乃坤、黄日波等发表的论文"木薯粉同步糖化发酵(SSF)产丁二酸"[6],作者以木薯粉为碳源,以玉米浆代替价格昂贵的酵母粉为氮源,通过对发酵培养基和发酵工艺的优化,丁二酸产量达到72.21 g/L,具有较好的工业化应用前景。在该研究基础上,为了进一步降低丁二酸生产成本,作者对甘蔗汁、甘蔗糖蜜、浮萍及纤维素等原料发酵产丁二酸的条件进行了研究,取得了一系列成果,已发表论文2篇[7-8],申请国家发明专利1项。随着丁二酸高产菌株选育、发酵与分离工艺及后处理工艺技术的提高及优化,丁二酸发酵生产的成本有望大幅度降低,发酵法将成为工业化生产丁二酸的主要方法,有望取代化学合成方法。