美实现生物质预处理和糖化结合为单一还原过程
美国能源部（DOE）下属的联合生物能源研究所（JBEI）的研究人员近日成功实现了将柳枝稷的离子液体预处理和糖化结合为单一的反应过程。该项研究成果已发表于GreenChemistry杂志上。
通过将离子液体预处理和糖化合并在一个反应器皿中，研究人员可以避免过度使用水，目前废物处理以及生物质清洗需要通过离子液体进行预处理。这样极大地简化了下游的糖/木质素回收过程，并使离子液体很容易被回收。以上所有的这些因素都有助于降低生物燃料的成本。
JBEI的研究人员关注使用离子液体对生物质预处理，对环境无害的有机盐通常被用作绿色化学品替代挥发性有机溶剂。咪唑类是已知最有效地通过酶水解为可发酵糖分解纤维素生物质的离子液体。但是咪唑类与其他离子液体一样，会抑制现在用于糖化纤维素生物质的商业化酶鸡尾酒，因此在预处理后必须使用大量的水去除。回收和废弃物的处置成本，以及必要的清洗，对于离子液体预处理技术的商业化都是一个重大挑战。为了迎接这一挑战，JBEI研究人员开发出一种堆肥衍生的细菌种群，适宜培育柳枝稷。他们称这个菌群为“Jtherm”，它是由若干种嗜热微生物组成，可以在极高的温度和碱性条件下生存。研究人员指出，Jtherm既是一种离子液体又是一种耐热纤维素酶鸡尾酒，可以在20%离子液体存在的情况下从生物质中释放糖。科学家们使用咪唑类离子液体预处理后，又使用Jtherm糖化柳枝稷。这种“一锅煮”系统，在70摄氏度经过72小时的处理后，释放出81.2%葡萄糖和87.4%的木糖。随后分离糖的效率高于90%。
研究人员指出，他们的结果非常接近单独预处理和糖化所能实现的85%~95%的糖产量。下一步需要改进的是组合物和使用的酶鸡尾酒的活性，已达到目标产量实现高于95%的发酵糖。该研究团队现正计划在先进生物燃料加工示范单位大规模测试“一锅煮”系统。他们也在进一步优化Jtherm酶鸡尾酒提高糖产量。此外，他们还在寻找比咪唑基熔融盐更容易酶水解的离子液体。
该项目获得了美国能源部科学办公室的支持。
