En forskargrupp från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), kinesiska vetenskapsakademin, har utvecklat en ny strategi för kostnadseffektiv konvertering av lignocellulosa. Känd som konsoliderad biosackarifiering (CBS), den kombinerar cellulasproduktion och hydrolys, samtidigt som man separerar jäsning från den integrerade processen genom att ta jäsbart socker som målprodukt för att koppla olika nedströms jäsningsprocesser.

Den industriella omvandlingen av biomassa till högvärdiga biobränslen och biokemikalier begränsas huvudsakligen av solubilisering av lignocellulosa. Tidigare, tre strategier hade rapporterats för bioomvandling av lignocellulosa, dvs. separat enzymatisk hydrolys och fermentering (SHF), simultan försockring och fermentering (SSF), och konsoliderad bioprocessing (CBP).

För SHF och SSF, cellulaser produceras vanligtvis av svampar aerobt i en annan reaktor, och enzymkostnaden är en viktig fråga att överväga. I kontrast, CBP integrerar enzymproduktion, cellulosahydrolys, och jäsning i ett steg för att minska cellulas och investeringskostnader, men innebär relativt låg försockringseffektivitet och enkla produkter.

QIBEBT-forskarna hade tidigare utvecklat en CBS-biokatalysator genom att genmanipulera Clostridium thermocellum, men det tog lång tid att nå en hög försockringsnivå. Senare, en andra generationens CBS-biokatalysator utvecklades och viktiga processfaktorer, inklusive mediet, inokulum och substratbelastning, etc., optimerades för att främja försockringseffektivitet och ytterligare minska kostnaderna.

Genom att använda den nyutvecklade biokatalysatorn och optimala förhållanden, CBS-processen förkortades med 50 % med förbehandlad vetehalm som substrat. Under sådana förhållanden, sockerutbytet nådde 0,795 g/g och försockringsnivån var 89,3 procent (Fig. 1).

"CBS förväntas användas i stor utsträckning för att producera olika lignocellulosa-härledda kemikalier, funktionella livsmedel och läkemedel. Byggandet av en CBS-demonstration i pilotskala pågår, " sa prof. CUI Qiu, motsvarande författare till studien.

Studien publicerades i Bioteknik för biobränslen .