布朗杆菌-高价值化学品的潜在来源

脂类、蛋白质、多糖、类胡萝卜素等高价值生化产品在能源开发和废物资源化利用中受到重视。在各种高价值的原料中,微藻因其高价值的生化物质和捕获CO的能力而特别有前景2通过光合作用。Botryococcus braunii它们是光合细胞工厂,具有独特的合成化学物质的能力,这些化学物质作为生物燃料、药品、营养药品和材料生产的原料具有很大的潜力。b . braunii根据它所合成的碳氢化合物的类型分为A、B和L三个不同的种族。比赛一b . braunii正烷二烯和正烷三烯的碳数为奇数23C33。B种产生三萜烃,C种30.- c37、芽孢杆菌和甲基角鲨烯。菌种L产生一种四萜化合物,番茄二烯。

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图1所示。布朗芽孢球菌的高效培养及其高价值化学品的广泛应用。

到目前为止,大多数关于官方manbetx手机版b . braunii一直专注于碳氢化合物和脂类的生物合成,培养方法和条件,以及碳氢化合物的下游加工。然而,b . braunii在传统的开放式池塘或封闭式光生物反应器中,细胞密度通常很低,并且在大规模培养碳氢化合物生产的商业规模上不具有成本效益。作为悬浮培养系统的替代方案,一种新的培养方法被开发出来,即“生物膜附着培养”。生物膜附着系统在降低与藻类收获相关的成本方面具有特别的优势,并且提供了最大限度地减少光穿透限制和提高CO的独特功能2传质。

就高价值化学品而言,在不同类型的碳氢化合物中,来自B种的三萜被认为是生物燃料和药用化合物最有希望的来源。芽孢新世和甲基角鲨烯是来自B类的支链烃,可以加工成具有高热值的喷气燃料。通过避免与氧气接触,以游离胞外碳氢化合物的形式保存从大米B中产生的油是可取的,如芽孢杆菌或甲基角鲨烯。此外,角鲨烯可以在胆固醇营养不良淋巴瘤中积累,并可以改变细胞的脂质结构。因此,它可以影响铁链细胞的死亡,在氧化应激和肿瘤异种移植中具有优势。有趣的是,存在b . braunii在过去的地质意义上是显著的,石油沉积物中存在的原生新世衍生物就是证明。

除了分泌碳氢化合物,b . braunii也以合成大量的外多糖(EPS)而闻名。EPS富含半乳糖和焦糖,含有葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸,也可用于化学工业生产聚酯。EPS具有显著的纳米合成潜力。同时,b . braunii是一个丰富的创意类胡萝卜素的来源,特别是独特的次级未表征的类胡萝卜素,如肉黄素和褐黄素,从未从其他微藻中发现。

Botryococcus braunii在细胞内至少两个不同的生长阶段,在细胞外空间而不是细胞质中积累和储存大量的碳氢化合物,这使得它们的提取更加经济和方便。这些微藻的细胞由大量的细胞外生物聚合物连接在一起,这些生物聚合物在基侧区域含有碳氢化合物,并被挡土墙包围,多糖原纤维从中伸出来构建集落鞘。显然有更多的机会利用b . braunii由于其独特的代谢途径,生理适应能力,以及在独特的附着培养系统中生长良好的能力,因此可用于高价值化学品生产的生物质(图1)。

Pengfei程1,2罗杰阮2
1宁波大学食品与药物科学学院,浙江宁波315211
2美国明尼苏达大学双城分校生物精炼中心及生物制品与生物系统工程系,明尼苏达州圣保罗55108

出版

布朗杆菌高价值化学物质及其应用现状综述
程鹏飞,Okad Shigeru,周成旭,Paul Chen,霍书豪,李坤,Addy Min,闫晓军,阮罗杰
Bioresour technology . 2019年11月

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