乙醇的聯(lián)合生物加工制備辦法

　　乙醇有種特殊的香味，并略帶刺激味道，是一種易燃易揮發(fā)的無色透明液體，與水可以以任意比例互溶。與氯仿、乙醚等大部分有機溶劑混溶。

　　運用生物動力轉化技術出產乙醇能減輕非再生化石動力日漸干枯帶來的動力壓力。來歷廣泛的纖維素將是很有潛力的出產乙醇資料。可是由于各種要素，通常的發(fā)酵法出產乙醇本錢較高，乙醇出產難以規(guī)?；?。聯(lián)合生物加工技術，一體化程度高，能有用下降出產本錢，將來發(fā)展前景廣大。

　　1要素

　　生物轉化運用的資料是玉米等糧食作物，可是這些資料的很多運用會影響到糧食安全，所以秸稈、麩皮、鋸木粉等農業(yè)、工業(yè)廢棄物等富含很多的木質纖維素，將是很有潛力的乙醇發(fā)酵資料。別的，生物燃料的出產進程中，纖維素的預處理和纖維素酶的出產本錢較高。因此削減預處理，增強纖維素酶的活性，行進發(fā)酵商品的產值和純度，削減中間環(huán)節(jié)也是下降出產本錢的途徑。

　　2.原理

　　聯(lián)合生物加工不包括纖維素酶的出產和分別進程，而是把糖化和發(fā)酵聯(lián)絡到由微生物介導的一個反響系統(tǒng)中，因此與別的技術進程相比較，底物和資料的耗費相對較低，一體化程度較高。

　　3.技術

　　生理學研討和碳14符號的纖維素試驗說明，生善于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內低聚糖羅致進程中β一糖苷鍵磷酸解的功率，并且這些效益超過了纖維素構成的生物能量本錢。這些研討為纖維素分化菌在纖維素上靈敏生長供給了試驗依據(jù)和理論依據(jù)。運用聯(lián)合生物加工的關鍵是構建出能完畢多個生化反響進程的酶系統(tǒng)，使纖維素資料經過一個技術環(huán)節(jié)就轉變?yōu)閯恿ι唐?。一些細菌和真菌具有CBP所需要的特性，所以改造現(xiàn)有的微生物已變成研討的搶手。以基因重組等為代表的生物工程技術現(xiàn)已使這種夢想變成實踐，并為規(guī)劃出更完善的CBP酶系統(tǒng)供給了或許。對有關的微生物改造主要有以下3個戰(zhàn)略：

　　（1）天然戰(zhàn)略

　　是將本身可發(fā)生纖維素酶的微生物，尤其是厭氧微生物進行改造，使其習慣CBP出產的懇求。這種戰(zhàn)略關鍵在于，行進對乙醇的耐受力，削減副商品的生成，導入新的代謝基因將糖化商品悉數(shù)或許大多數(shù)進行發(fā)酵，然后產出高濃度的乙醇。

　?。?）重組戰(zhàn)略

　　是經過基因重組的辦法表達一系列的外切葡聚糖酶和內切葡聚糖酶等纖維素酶基因，使微生物能以纖維素為僅有碳源，將來歷于纖維素的糖類或許大多數(shù)進行發(fā)酵。重組戰(zhàn)略所遇到的疑問有：外源基因共表達對細胞的有害性；需要在轉錄水平使外源基因恰當表達；一些排泄蛋白或許折疊不。由于纖維素降解蛋白構成今后必需要折疊才調排泄并行使功用。未折疊的蛋白排泄后要經過內質網(wǎng)聯(lián)絡蛋白降解，并且對內質網(wǎng)構成壓力。

　?。?）共培育戰(zhàn)略

　　共培育戰(zhàn)略有兩層含義：一是指發(fā)酵液中存在的不一樣的類型的微生物，運用廣泛類型的糖類底物。例如將僅能運用己糖的熱纖維梭菌與能運用戊糖的微生物進行共培育。這能防止不一樣生物間的底物競賽，完結乙醇產值。二是指存在不一樣特性的微生物相互協(xié)作，加強發(fā)酵效果。

　　4.特征

　?。?）行進乙醇耐受力

　　高濃度的乙醇能改動細胞膜上的受體蛋白，阻擋糖酵解和代謝循環(huán)，究竟抑制細胞的生長和發(fā)酵。很多依據(jù)標明，乙醇耐受基因不是單一的基因，全轉錄工程供給了一個新辦法。例如分別經過三種轉錄調控因子基因的驟變，釀酒酵母的乙醇耐受力有所行進。

　　（2）行進糖轉運功率

　　糖類不能自由地穿過細胞膜，微生物是經過特定的糖轉運蛋白來運用糖類，所以了解糖轉運機制是必要的。轉運蛋白作為培育基中糖濃度的“感受器”，可發(fā)生相應的胞內信號．不一樣的糖轉運蛋白在不一樣的濃度下行使功用，然后使微生物在較廣的范圍內運用糖類。

　　這是生物辦法的概括運用。當然，還有別的的出產技術辦法，根柢原理都是運用生物發(fā)酵的辦法出產乙醇，如：木質纖維素資料酶水解產乙醇，玉米秸稈發(fā)酵出產乙醇等。這些根柢的發(fā)酵辦法經過聯(lián)合生物加工，能夠大大行進乙醇的出產功率、減低出產本錢。

　　5.提純

　　75%的乙醇能夠用蒸餾的辦法蒸餾到95.5%。此后構成恒沸物，不能行進純度。95%的乙醇能夠用生石灰煮沸回流提純到99.5%。99.5%的乙醇能夠用鎂條煮沸回流制得99.9%的乙醇。