《合成生物学》期刊 | 魏东芝，王风清等：综合利用木质纤维素生物转化合成有机酸

主要观点总结

本文综述了利用木质纤维素生物转化合成有机酸的研究进展，介绍了木质纤维素的预处理技术、脱毒技术、还原催化分馏工艺以及偶联木质纤维素水解和发酵的制造工艺。并以木质纤维素为原料合成的高价值有机酸为例，从生物合成途径、改造策略和发酵条件优化等角度探讨了这些有机酸的研究现状。最后，对当前生物可降解材料产业链的发展趋势进行了总结和展望，讨论了开发新型预处理技术和优化联合生物处理工艺等策略对木质纤维素组分解离和利用的重要意义，并从提高微生物细胞工厂的鲁棒性以及设计木质纤维素的综合转化途径等方面进行了系统分析，以期能为有机酸的工业化生产提供参考。

关键观点总结

关键观点1: 木质纤维素的预处理技术

预处理是破坏木质纤维素生物质高度有序结构的重要过程，包括物理预处理、化学预处理和生物预处理。多种预处理技术结合使用，如物理化学组合预处理或生物预处理与化学预处理相结合，可以提高木质纤维素分离效率。

关键观点2: 脱毒技术

预处理过程中会产生抑制微生物生长代谢的有毒产物，需要通过物理脱毒法、化学脱毒法和生物脱毒法等技术进行脱毒处理，以减少对后续生物处理的影响。

关键观点3: 还原催化分馏工艺

还原催化分馏技术将生物质分馏与木质素解聚相结合，对于可再生芳香化学品的生产具有重要意义。选择合适的催化剂和溶剂对处理结果有重要影响，未来研究需优化催化剂和溶剂体系。

关键观点4: 偶联木质纤维素水解和发酵的制造工艺

偶联木质纤维素水解和发酵的制造工艺整合了预处理、糖化和发酵转化等环节，降低了转化成本，并以环境友好的微生物预处理方法替代了化学预处理方法，显示了巨大的应用潜力。未来研究需提高木质纤维素组分分离效率，并构建高效的微生物共培养体系。

关键观点5: 木质纤维素生物质在生物转化中的挑战与机遇

木质纤维素成分复杂，其水解产物包括葡萄糖和木糖等，如何高效利用这些可发酵物质是简化下游处理工艺、减少生产成本和保护环境的关键。未来研究需开发低成本、高效率且环境友好的木质纤维素炼制技术，并利用合成生物学策略构建鲁棒性高且耐受性强的微生物细胞工厂。