生物质的生物转化与利用研究进展

安徽农业科学, Joumal of Anhui Agr.Sei.2011,39(4):2230-2234责任编辑张彩丽贵任校对傅真治生物质的生物转化与利用研究进展张立科,田水泉,杨风岭,白巧(许昌学院化学化工学院,河南许昌4600摘要生物质的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领城已取得了丰厚的研究成果。对非粮生物质资源的生物转化与利用研究、生物质资源生物转化生物材料的过程优化研究,生物质資源生物转化生物药物的酶工程研究等方面进行了综逑,并对生物质资源生物转化的方式与途径进行了分析关键词生物质;生物转化;生物能源;生物材料;生物活性药物中图分类号TQ24.19文献标识码A文章编号0517-6611(201)04-02230-05Research Progress of Bioconversion and Utilization of BiomassZHANG Li-ke et al (School of Chemistry and Chemical Engineering, Xuchang College, Xuchang, Henan 461000)Abstract The research of bioconversion and utilization of biomass resources has already got substantial achievement iny devel-opment, biomass materials preparation and bio-active drug production. Therefore, the study on the bioconversion andbiomass resources, and the study on the process optimization of the bioconversion of biomaterials from biomass resouthe study orgineering of biomedicine what transformed from biomass resources were summarized, finally, the methods and ways of the bio-conversion of biomass resources were anaKey words Biomass; Bioconversion; Bioenergy; Biomaterials; Bioactive drug建立在石油煤炭及天然气等化石资源基础上的现代化物油等。因此对生物质资源生物转化能源的研究成为目前学工业,一度成为满足人类生活和保障社会经济发展的重要能源研究领域的重要课题。基础工业。但由于化石资源的过度开发与利用累计的效应,11生物质资源生物转化沼气在各种可供开发的生物质相继也出现了诸多问题化石资源储量的有限性诱发了化资源中农作物秸秆是最为丰富的一种富含有机质(80%~石资源的渐趋枯竭问题;化石资源转化过程中产生的环境污90%的生物质资源)。联合国环境规划署(UNEP)报道,世界染物,导致区域性和全球性环境生态问题;另外,众多由化上种植的各类谷物每年可提供秸秆17亿t。以秸秆为发酵石资源而来的化学合成品的不可降解性使用之后的残留物原料可生产替代化石能源的清洁能源—沼气在美国、希成为危害环境的世界性公害。为控制或减少化石资源的使腊、瑞典以及一些发展中国家都对秸秆作为沼气原料生产生用、降低环境和生态成本,各国政府纷纷颁布政策法规鼓励物质能进行了大量研究33,开发利用可再生资源,尤其是生物质资源,因此生物质资早在20世纪80年代我国以植物秸秆为发酵原料生产源的转化与利用也成为当今各国化学化工领域研究的热点沼气的技术就在户用沼气池中有过应用,后来由于产气效果问题。从理论上讲,生物质资源的转化与利用主要有以下不理想及出料难等问题没有解决而逐渐停滞。近年来随着4种方式:生物质资源的物理转化与利用生物质资源的物理生物技术的进步以及农业主产区秸秆资源的过剩和部分地化学转化与利用、生物质资源的化学转化与利用和生物质资区农民就地焚烧秸秆带来环境问题植物秸秆生物转化沼气源的生物转化与利用。实践证明,前3种方式都不同程度地研究重新引起重视。植物秸秆生物转化沼气的关键是产甲存在着转化与利用条件苛刻资源利用率较低和环境污染等烷菌的接种和复合菌剂的制备。问题,而生物质资源的生物转化与利用的条件比较温和并韩天喜以秸秆为原料,用老沼液作为接种物,通过能实现多级循环利用,不仅不会对环境造成危害,而且还有15.7%31.0%如2.%%和9.0%不同浓度的接种物进行对利于改善已经被破坏了的环境与生态。笔者主要从生物质比试验后发现62.%%和92.0%的浓度能够大幅度提高产资源的生物转化与利用在生物质能源开发生物质材料制备气效率浓度1.7%就可以完成系统启动而浓度310%效和生物活性药物制取等领域研究现状进行了概述和前瞻率较高且产气过程稳定。由细菌放线菌、真菌组成生物1生物质生物转化生物质能源复合菌剂,既可用于秸秆堆肥加快秸秆腐熟,又可用于预处生物质(bima)资源是由生物直接或间接利用绿色植理秸秆。用该菌剂预处理后的秸秆可使秸秆的内部结构发物光合作用而形成的有机物。它包括所有的植物、动物或微生变化秸秆变柔软、疏松作为产沼气的原料入池后缩短生物以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。各种生物质了秸秆产沼气的启动时间提高了产气量。还有研究表资源中都含有能量可以转化为能与环境协调发展的可再生明生物复合菌剂预处理后的秸秆直接作为产沼气的发酵原能源,即生物质能。利用生物转化技术能将生物质资源转化料加快了产沼气的启动时间启动时间只需2-7d;其产气为各种洁净的“含能体能源”,如沼气、燃料乙醇、生物氢和生量比对照提高了42.15%-5235%1.2基金项目河南省政府决氧研究课题(2010525);河南省教育厅自蓄燃料乙tTY中国煤化工物质资源生物转化CNMHG阶段是以玉米、小麦科学研究资助计划项日(2010B150031)为原料利用粮食产品或油作者简介张立科(19-),男,河南舞阳人,讲师从事环境化学、分析化料作物虽然技术已经成熟但却面临着“与人争粮”的问题学研究E-mil: zhanglk@xcu,dhu讯作者,讲师,硕士事化学化工研究,Emil; tianquan56@163.cm。显然仅依靠粮食作为燃料乙醇的原料并非长久之计。第2收稿日期2010-11-29阶段是非粮燃料乙醇阶段以薯类等为原料。但是,薯类也39卷4期张立科等生物质的生物转化与利用研究进展231在国家粮食统计范围内,并且薯类生产有地域限制因此这为了突破野生型细菌的产氢能力人们把诱变育种和基方案也不能完全满足未来的需要。第3阶段是以农业废因改良作为进行高效产氢细菌的育种是一个突破口。其中,弃物如植物秸秆等为主要原料制燃料乙醇。植物秸秆生物诱变育种是一种比较成熟的技术,郑国香等采用紫外诱变获转化获得燃料乙醇的关键是获得纤维素乙醇用酶使纤维素得的高效稳定产氢突变体的产氢能力比对照菌株提高40%物质产生葡萄糖进而发酵获得燃料乙醇。Genencor公司于2000年10月宣布,为纤维素转化乙任南琪等利用紫外线诱变获得1株高效产氢突变菌株醇开发出了第一种商业化生物质酶 Accellerase100,该酶可UV-d48,其单位体积产氢量和最大产氢速率比对照菌株使复杂的木质纤维素生物质还原为可发酵的糖类,且具有以分别提高了65.1%和56.4%,其氢气产率是对照菌株的1下优点:①可提高各种原料的糖化性能;②可使糖化与发酵54倍。过程(SSF)同时进行,为二步依次进行的水解与发酵(SHF)1.4生物质资源生物转化生物柴油生物柴油,又称脂肪过程或两者的组合;③高活性的葡糖酶,可使残余的纤维二酸甲酯,是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油糖量最少,从而有较高的糖化作用,并最终有较快的乙醇发废弃的食用油等作原料,与醇类(甲醇、乙醇)经交酯化反应酵速度,产率也可提高;④未澄清的产物即酶生产中剩余营获得。生物质资源生物转化生物柴油主要有催化法和生物养物除了由糖化作用产生发酵糖类外,适用于作酶母;⑤可酶催化法合成2种方式。化学催化法合成生物柴油存在有保证酶配方化学品不会影响糖化碳水化合物(醣)的分布或工艺复杂、能耗高、色泽深、成本高生产过程有废碱液排放继而影响酶母发酵。该公司于2008年3月初宣布,又开等缺点,而生物酶法催化合成生物柴油具有条件温和酶发了新一代纤维素乙醇用酶 Accellerase1500。使用该酶从量小、无污染排放等优点,因此,生物酶催化法合成生物纤维素原料如谷物秸秆、甘蔗渣、木屑换季牧草来生产乙醇油具有良好的工业应用前景。降低酶催化生产物柴油的成或生物化学品可大大降低成本。我国清华大学李十中教授本,提高固定化脂肪酶和固定化细胞催化转酯化反应的转化主持研究的甜高粱秆固体发酵乙醇技术,采用我国传统的固率及其重复使用批次是生物酶催化法合成生物柴油工艺的体发酵技术,让甜高粱秆在发酵池中发酵,然后再蒸出乙醇。关键发酵时间30h(玉米乙醇为55h),乙醇回收率高达94%。为了增加胞内脂肪酶催化活性的稳定性,Ban等用1.3生物质资源生物转化制氢生物质资源生物转化制氢0.1%戊二醛交联处理固定根霉菌 R-pus oryize IFO4697细既可用于燃料电池,也可成为今后氢燃料的主要来源之一,胞结果发现用戊二醛处理固定化细胞后,分3步加入甲具有较大的发展前景。近年来世界各国在生物质资源生物醇胞内酶醇解大豆油的活性经6次回用,没有明显下降;每转化制氢方面,从产氢的机理细菌的选育细菌的生理生态次回用,产物甲酯的含量为70%~83%。这种方法能直学、生物制氢反应设备的研制等方面都进行了大量研究。迄接利用微生物细胞内的酶催化合成生物柴油细胞分批培养今为止,已研究报道的生物质资源生物转化制氢主要有光合与固定化同步进行,其催化效率高;省去了酶的分离纯化过生物转化制氢和发酵生物转化制氢2种方式程,生产成本降低;酶对乙醇的耐受性增加,有利于反应后产光合生物转化制氢是利用藻类和光合细菌直接将太阳物的分离及细胞的回用。能转化为氢能。光合生物转化制氢的途径有光合成生物制为生产重组脂肪酶,人们还通过DNA体外重组定点突氢、光分解生物制氢、光合异养菌水气转化反应和光发酵4变或合理的蛋白质分子设计,对脂肪酶分子进行改造降低种。光发酵生物制氢主要是通过光子捕获光合作用后的能酶的生产成本,增强热稳定性、醇耐受性及pH稳定性提高量将电荷分离产生高能电子,并形成ATP,而高能电子产生其催化效率。Fared,固氮酶利用ATP和 Fared将氢离子还原为氢气,因而2生物质生物转化生物材料这种方式的产氢量相对于其他3种途径比较高。由于发酵生物质生物转化生物材料不仅能够解决材料不可降解生物转化制氢利用的是厌氧化能异养菌,与光合制氢相比,造成的白色污染,缓解石油危机还能满足人们对于新型材有无需光照、产氢率高和产氢稳定等优点,因此厌氧发酵制料不断增长的需求。目前,用生物质生物转化合成的聚乳酸氢法被认为是更具有发展潜力的生物质资源生物转化制氢(PLA)聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)和方式。厌氧产氢微生物是厌氧发酵制氢过程中的核心,很多聚对苯二甲酸内二酸酯(PT)是生物质生物转化生物材料研究者针对厌氧发酵产氢的发酵类型、菌种选育等方面进行的典型代表。大量的工作。2.1生物质生物法制聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)是性能目前报道的产氢细菌多数为丁酸发酵和混合酸发酵梭优异的功能纤维和热塑性材料,具有优异的成膜、成纤维能菌属( Clostridium)为丁酸发酵中的主要产氢细菌肠杄菌为力及生物可降解性,可用作包装、纺织和医用材料。蕲云宜混合酸发酵中的主要产氢细菌用生并进一步聚合成生物就厌氧发酵进行微生物产氢的方式来看,大体上可分为降解1中国煤化可做成高质量的肥2种类型:一是利用纯菌进行微生物产氢,二是利用厌氧活性料和CNMHG-。利用该法制得污泥或其他混合物以混合培养方式进行产氢。通常 Enter-的聚乳酸可制造垃圾塑料袋、农膜等塑料制品。据报道,日orsp.主要用于纯培养,而 Clostridium即p则是混合培养本九州工业大学研发了一项利用食品废料制取聚乳酸技术中的优势微生物出。他们以食品废料为原料先制取精制乳酸,进而合成聚乳酸。2232安撒农业科学2011年北九州市利用此项技术将建设一座利用废弃食品制造生物菌可以利用果糖木糖、延胡索酸衣康酸、丙酸乳酸作为碳降解塑料的工厂,以利于建设循环型城市源生产PHB然后通过微生物发酵在细胞内积累的PHB经华东理工大学的高克亮进行了酶法合成聚乳酸类生物过破壁分离提取等处理后可获得一定分子量的纯PHB。医用与生物纺织材料研究,认为聚乳酸是重要的生物纺由于目前常用的PHB提取技术如次氯酸钠法有机溶剂织和生物医药原料,目前化学法合成研究方兴未艾但化学法、表面活性剂一次氯酸钠法、氨水法等易造成环境污染,因法合成存在诸如反应条件苛刻能耗高,对环境存在污染等此基因合成是最有前景的方法。问题,该研究利用酶法合成聚乳酸,可解决上述关键问题,生人们利用基因工程法将可合成PHB的A. eutrophus菌物催化反应条件温和能耗低,对环境友好,符合绿色化学要(产碱杆菌属)的有关酶引人油菜、向日葵等植物中获得了求。该技术有望开发功聚乳酸的生物技术合成工艺,产品在“转基因植物”,从这些转基因植物的细胞质或质体中可克隆生物医用材料和生物纺织领域有着广阔的应用前景。合成PHB。由于避免了细菌合成PHB的分离提纯步骤,使2.2生物质生物法制聚羟基脂肪酸酯(PHA)聚羟基脂肪合成成本降低成为可能,所以,利用转基因植物合成聚酯的酸脂( polyhydroxyalkanoate,PHA)是很多细菌合成的一种细方法为生物降解材料的研制开辟了诱人的前景。胞内聚酯在生物体内主要是作为细胞内碳源性物质而存在陈国强等用废糖蜜为原料生产PHB用水解淀粉为原料的。具有生物相容性光学型压电性、气体相隔性等多种优生产PHB和PHBV实现了世界上首次规模化生产第3代秀性能。由于它的力学性能与某些热塑性材料如聚乙烯聚PHA-羟基丁酸共聚羟基乙酸酯( PHBHHx),且用基因工程丙烯类似,并且可以完全降解进入自然生态循环,因而被认菌埃希氏杆菌和廉价淀粉水解糖碳源合成PHB,细胞干重达为是一种“生态可降解塑料”。200g/L,PHB含量在80%以上2)。目前,通过真养产碱杆菌进行聚羟基脂肪酸脂(PHA)工美国麻省理工学院麻省州立大学与维也纳大学合作正业化生产,但成本太高,王琴等研究认为,采用价格低廉的有在研究通过转基因植物如萝卜甜菜及粮食作物马铃薯和玉机废物作为碳源如厨余垃圾农业和食品工业废水、市政污米等使其向合成淀粉那样合成聚羟基脂肪酸酯(PHB),以水等将有效降低PHA生产成本。杨幼慧等研究表明,不开辟新的物塑料生产途径同来源活性污泥自然积累PHA的能力有较大差异,工厂活24生物质生物转化制聚对苯二甲酸丙二酸酯(PT)聚性污泥经过驯化、发酵后,均可有效富集PHA积累菌,PHA对苯二甲酸丙二酸酯(PT)因抗冲击强度和尺寸稳定性好,产量大幅度提高。他们还设计出厌氧一好氧活性污泥法生手感柔软、有弹性及回弹性好易染色及良好的抗静电性和产PHA的理论工艺模型该模型以传统的活性污泥法处理抗污性而受到好评,早在20世纪70年代即被认为在服装污水为基础分为传统的活性污泥污水处理工艺和厌氧一好家用服饰袜类地毯和工程塑料等方面具有乐观的发展潜氧PHA生产工艺两部分。传统活性污泥法工艺产生的剩力。但由于生产的聚对苯二甲酸丙二酸酯(PT)所用原料余污泥部分用于PHA生产,碳源则利用工业废水等有机废1,3-丙二醇(PDO)的成本比较高不易用于商用聚对苯二物可同时做到污水有效处理和PHA合成成本的降低,具有甲酸丙二酸酯(PT)的开发,导致对苯二甲酸丙二酸酯良好的可行性和工业应用前景(PYT)研究的终止邓飞在活性污泥驯化之初加入少量土著聚羟基脂肪酸到了20世纪80年代后期, Shell和 Degust在2种不同酯(PHA)合成菌(0.10-0.25g/L),通过10d厌氧一好氧或的PDO生产技术上取得了突破: Degust降低了丙烯醛路线好氧-沉淀方式进行污泥驯化后,以葡萄糖或乙酸钠为碳源制造PD0的成本,改善了纯度使其能达到聚合要求;Shel进行PHA发酵。研究驯化前后土著PHA合成菌回注组和对开发了以一氧化碳和氢气与环氧乙烷(F)加氢甲酰化的合照组驯化过程中的总菌数PHA合成菌数的变化,以及对成路线加氢甲酰化技术E0原料易得提升了他们的核心竞PHA发酵产率的影响。结果表明:在回注组污泥中PHA合争力。早在1995年, Shell公司就宣布PTT商业化,并在Lou成菌的增长速率和增长量均高于对照组各种污泥积累 PHA isiana的 Geismar建设了80ka规模的PDO工厂。随后杜占挥发性悬浮固体的比例提高了21.44%-43.18%湖邦宜布在北卡的金斯顿改造了一个现成的聚酯工厂,用从2.3生物质生物转化制聚羟基脂肪酸酯(PHB)聚羟基丁 Degussa获得的PDO生产PT,同时与 Genecore合作开发具酸酯(PHB)是微生物在不平衡生长条件下储存于细胞内的有潜在的、更便宜的甘油发酵制PDO的生物路线2。一种高分子聚合物。它不仅具有化学合成高分子材料相似近年来我国在生物质资源生物法制备1,3-丙二醇方的性质,而且还有一般合成高分子材料没有的性质,如生物面的研究也比较活跃,有些已取得了成果。由清华大学应用可降解性、生物相容性、压电性、光学活性等特殊性质。由于化学研究所朱炳田、刘德华等承担的国家“十五”科技攻关项聚羟基丁酸酯(PHB)有微生物细胞制造,完全不含重金属等目—“二步法发酵生产1,3-丙二醇项目已于2003年有毒物质是极“洁净”的塑料因此可以作为新的生物医学月28V凵中国煤化Tv材料。尤其是随着医药卫生事业的发展和环境保护意识的氏菌ZU06菌株,在增强,人们开始重视PHB生物可降解高分子材料的研究。CNMHG二醇,并对主要发酵聚羟基丁酸酯(PHB)合成方法有细菌合成和基因合成。工艺参数进行了优化。结果表明在体积接种量10%,甘油细菌合成主要是在控制矿物离子生命养料的环境中,使某些20g/1L,玉米浆6g/L,葡萄糖8g/L,pH值6.7,37℃的非厌细菌在发酵期间其内部会产生大量的PHB如真养产碱杆氧发酵条件下甘油利用率为951%,1,3丙二醇转化率可达39裹4期张立科等生物质的生物转化与利用研究进展2233含量药物成分并保持高活性的技术已成为天然产物转化药3生物质资源生物转化生物活性药物物研究的重点。随着药物现代化的发展,新的强化提取技术生物质资源生物转化活性药物就是以生物质为原料,采在药物有效成分提取中的应用研究发展迅速,并取得了显著用现代生物技术加工制备出用于预防治疗和诊断的活性的成效。尤其是酶法转化提取技术因其具有反应特异性药物。活性药物有效成分来源于生物质,具有明确治疗作用高、快速、高效、反应条件温和且易于控制等优点被广泛地的单一组成或多组分具有结构新颖活性高副作用少的特应用于天然产物药物有效成分的提取分离和纯化。点。用常规的化学方法制备活性药物不仅步骤繁琐能源及利用酶法转化、提取技术能破坏植物细胞壁,促进有效材料消耗大,而且产率及纯度不高,尤其难以得到结构和性成分提取。使用酶法转化、提取技术能改变提取的目的成分质相似的组分。依靠现代生物技术改造替代传统制药技术的性质加强药物活性。对于人参酶法转苷研究最近几年已被积极关注,并为当代医药丁业的发展开辟了新空间。目在国外越来越多。研究表明槲皮素苷的吸收和生理活性均前,用生物质资源转化生物药物的生物技术,主要包括微生优于槲皮素。酶法转化提取技术的使用能去除体系内杂物发酵技术酶法转化技术基因重组技术等。质提高提取体系澄清度、改善药物性能31生物质微生物发酵制生物活性药物生物质微生物发3.3生物质基因重组制药物生物质基因重组制药物主要酵制生物活性药物是利用微生物在新陈代谢和生长繁殖过是利用基因重组技术重新组合微生物药物的基因丛,产生一程中产生的强大酶系将生物质中的药物成分转化成新的活些新的非天然的基因丛,从而合成许多新的非天然的化合性成分,产生新的药效,其主要通过以下途径来实现:微生物物,为微生物药物的筛选提供丰富的化合物资源。近年来应以生物质中的有效药物成分为前体经微生物的代谢形成新用DNA重组技术获得成功的例子不断增加。如上海药的化合物;微生物在生长过程中产生丰富次生代谢产物,这物研究所制造成功的具有高活性青霉素酰化酶“基因工程些次生代谢产物自身就是功效良好的药物;微生物的次生代菌”;中国医学科学院医药生物技术研究所研究成功了丙酰谢产物和生物质中的某些药物成分发生化学反应生成新的螺旋霉素的“工程菌”。国外报道通过DNA重组技术使链霉化合物;生物质中的某些药物成分能对微生物的生长和代谢素、卡拉霉素新霉素的产量得到了不同程度的提高;日本三有促进或抑制作用,微生物在药物成分的特殊环境中可能改乐公司采用基因重组质粒成功地选育出一株L-色氨酸高变自身的代谢途径,从而形成新的活性成分或改变各活性成产株在发酵中结合使用产物结晶技术,解除产物的反馈抑分的相互比例;微生物的分解作用有可能将药物成分中的有制作用使单位产量提高4倍。毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用同时研究还发现,引人抗生素生物合成的调控基因能激微生物发酵是传统中药中的一种重要炮制方法1。将活抗生素产生菌中的沉默基因,从而开启另一结构抗生素的微生物发酵应用于中药炮制,即将药材与辅料拌和在一定生物合成开关,得到新化合物。温度和湿度下,通过微生物的生物转化作用,达到提高药效、另外,通过细胞融合将不同菌种的优良性状集中到一个改变药性、降低毒副作用等目的。《中华人民共和国国家药菌体上,也是生物质资源生物转化医药的重要手段。美国品标准》中收录的19种曲药,如配方和工艺均绝密的片仔Brso- Myers公司自1980年起用此技术使青霉素发酵单位痰、六神曲、建曲、采云曲、葭天曲黔曲、半夏曲、老范志万应产量平均以每年8%的速度上升。生产菌株与耐高温型菌株曲泉州百草曲、沉香曲等,均是微生物固态发酵而成的中原生质体融合,可组建出具有耐高温性状的工业菌株。上海药。不同培养基经同样微生物处理后会产生不同的药性可植物生理所用此法获得了可在42℃生长的庆丰霉素重组利用该特性生产具有不同适应证的中药。例如发酵淡豆豉子。种内原生质体融合提高单位产量的报道不少,如头孢菌时,以桑叶、青蒿发酵者,药性偏于寒凉,多用于风热感冒或素、土霉素与氨基酸等。种间的融合也有报道,柔红赛素产热病胸中烦闷之症;以麻黄、紫苏发酵者,药性偏于辛温,多生菌与四环素产生菌原生质体融合,使巴龙霉素产量提高5用于风寒感冒头痛之症1。6倍。灭活原生质体的融合与不经融合的原生质体冉生也到目前为止,用生物质微生物发酵法生产的中成药达可获得高产菌株,如阿丝米星产生菌原生质体再生,获得生18种绝大多数集保健与治疗为一体。例如心脑血管药有产能力提高280%的菌株美肌降脂素”,对高血脂(低密度胆固醇和三酸甘油脂)降小结与展望脂效果理想且有抗动脉硬化和减肥作用,无需长期服药。利用生物转化技术将生物质资源转化为人类所需的生消化系统首推“特效胃噬”,对胃十二指肠溃疡、慢性胃炎、物能源生物材料和生物活性医药,其中一些成果已经具有消化不良胃脘胀痛返酸恶心、寒胃等疗效显著,尤其服用了明显的工业应用这表明生物质资源生物转化研究与利用其他胃药无效者效果特别明显。治疗骨刺、风湿痛的有“特不仅能缓解人类所面临的化石资源枯竭、环境污染和生态恶效骨刺风湿噬”,特别是消肿止痛效果好能治疗骨刺前端的化等股嫩芽中国煤化工经济过的必要工具。我32生物质酶法转化制生物活性药物近年来,利用天然统和HCNMHG物质资源生物转化产物的药物成分治疗和预防疾病日益受到关注。由于天然与利用研究的上游领域与世界先进水平的差距也比较小,甚产物的药物成分十分复杂且很多贵重有效成分含量很低,因至在某些方面还处于领先地位因此针对我国自身社会经此如何快速有效地从天然产物中转化提取分离和纯化低济发展的战略需要,充分挖掘丰富的生物质资源潜力在发2234安撒农业科学2011年挥传统生物质资源生物转化与利用研究优势的基础上,把握biphased solids digester system[ J]. Bioresource Technology. 1999. 68:235新一代生物质资源生物转化与利用发展的机遇,形成自主的(41 SKOUOU V. Investigation of agricultural and animal wastes in greece生物质资源生物转化技术和产业,既是解决“三农”问题和缓ergy production[J].Reneable and Sustainablews,2006,12:1-2解资源环境和生态危机的必然选择也是实现我国化学工5] JoNAtaN A, LOVISA B Evaluation o straw as a biofilm carrier in the业可持续性发展的有效途径。为实现这个目标,笔者认为以ethnogenic stage of two-stage anaerobic digestion of crop residue[J]下几个方面值得开展深入的研究Bioresource Technology, 2002, 85: 55-56[6]韩天喜加快以秸秆为主雯原料的沼气发酵启动的研究[]江苏沼(1)非粮生物质资源生物转化能源的技术研究。目前气,1990(2):16-18生物质资源生物转化能源多是以粮食为原料如不合理控[]贾小红黄元仿徐建堂有机肥料加工与施用[M].北京化学工业出版社,2002:8-11制,会对粮食安全构成潜在的威胁因此研究开发非粮生物[8]石卫国生物复合菌剂处理秸秆产沼气研究J]农业工程学报06质资源生物转化能源技术,是以后生物质资源生物转化能源(S1):93.[9]章文 Genencor为维素乙醇开发出第一种商业化[J]石油精细化的发展方向,其主要包括,开发高效的非粮生物质的预处理工进展,2007,8(10):43.技术降低非粮生物质降解为葡萄糖的酶制剂成本;选育高[10】章文 Genencor开发出新的纤维素乙醇用酶[]石油精细化工进展2008,10(3):57转化率利用非粮生物质降解产物的微生物菌种。[11]REN N Q WANG A J, MA F Pysiological ecology of acid-producing ferentative microbiology[ M].Bei jing: Science Press,200:36(2)生物质资源生物转化生物材料的过程优化技术研(2 XIAOBY. WETY S Factors of afecting microbial ferm-entative hydrogen究。生物质资源生物转化过程往往是一个多组分、多副产物ction[J]. Microbiology, 2004,31(3): 130-13的过程在转化目标产物的同时又会产生大量的副产品这[1] HENG GX. REN N Q Anaerobic operation and UV-radiation mutagensis for obligate anaerobic fermentative hydrogen-producing bacteria[J]不但对环境造成巨大的压力同时也是资源的巨大浪费,因Chemical Engineering, 2007, 35(5): 48-51此研究开发生物质资源生物转化生物材料的过程优化技术[14] REN N Q. ZHENGG X. Screening and H2-producing behavior of highly也很有必要,主要包括多产物联产和全局控制技术减少副and Engineering, 2007, 58(3): 755-758.产物的产生;研究开发生物质资源生物转化的废水和废渣[5] BAN K HAMA S NISH IZUKAK,ea. Repeated useof whole-cell bic的资源化综合利用技术减少生物质资源生物转化过程中的catalysts immobilized within biomass support particles for biodiesel fuelproduction[J]. Joumal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 2002,17三废排放;研究、开发生物质资源生物转化生物材料的过程集成技术,尽可能将多步过程集成在一步中进行,以降低能「65豆.酸合成生产加工题形料工业湖,耗,提高转化效率[I7]华东理工大学酶法合成聚乳酸类生物医用与生物纺织材料研究[eb/Ol].http://showchina.tech10.net/html/article_387479.html(3)生物质资源生物转化生物药物的酶工程技术研究。[18]王琴陈银广活性污泥合成聚羟基烷酸(PLA)的研究进展[环生物质资源生物转化生物药物体系是非均相的转化和提取境科学与技术,2007,3(5):11-14.过程大都需要在较高的温度条件下进行而目前生物质资源9]杨,朝辉,钟土清等食品T厂活性污泥积累生物降解塑料P"HA的研究[J]食品与发酵T业x00,28(8)5-8生物转化生物药物主要集中在市场上已有的酶工艺条件的[20]邓飞土著PHA合成菌回注法提高活性污泥积累聚羟基脂肪酸酯能探索,对非均相和较高温度的转化提取体系酶的作用机理(21陈强吴琼生物可降解塑料一聚羟基脂酸脂(FA)的生产技[J」环境科学研究,2008,21(4):14和过程的基础研究较少,且缺乏针对药物转化提取用酶的术研究[]精细与专用化学品xm01,918)2-25生产技术。因此将酶工程技术的优势广泛用于生物质资源2陈庆陈克权,号雪琳等PTA酯化寰法合成PT研究[]合成生物转化生物药物需要在以下几个方面重点加强其基础和[23]朱内田刘德华任海玉等1,3丙二醇发酵条件的探素[化工冶应用研究,即生物质资源转化、提取生物药物体系内酶的作[24]范鹫夏黎明克菜任氏菌非厌氧发酵产13丙二醇[J浙江大学学用机理及酶反应过程解析;适于生物质资源转化、提取生物报:工科版,2009,43(3):491药物的产酶微生物的筛选技术;适于生物质资源转化提取251李羿刘忠荣吴洽庆等发酵中药一拓展中药新药研究开发的新空生物药物的酶的生产及应用等方面。间[J].天然药物研究与开发00,16(2):7-181.[26]雷载全中药学[M].上海:上海科学技术出版社,x001:48参考文献27]吴志勇发赫中药—现代生物技术与传统中药配方的结合[]现代中草药(北京),00(10):26-27[1]石元春,李十中走出观望谋大局[].中国石油石化,209,1(1)[28]徐明叔,罗明芳等酶法强化中药提取的研究[J.中医中药信息杂志,2005,1012(12)37-39[2]韩艳秋生物质化工产业现状发展态势与我国生物质资源[门]化学工业3008,26(8):9-1629]刘飞,吴晓丽生物技术在微生物药物研究中的应用[]重庆中草药研究,007,55(1):33[3] ZHANG R H, ZHANG Z Q Biogasification o rice straw with科技论文写作规范——作者论文署名一般不超过5个。中国人姓名的英文名采用汉语拼音拼中国煤化工写;外国人姓名名字缩写可不加缩写点。CNMHGwasw。。s。。 5o5999504999。sosa。a