生物基生产的cis,cis-酸作为一个可持续的聚合物生产平台
Filippo Molinari1, Andrea Salini2, Aniello Vittore1
1Department of Biotechnology and Life Sciences, University of Insubria, via J. H. Dunant 3, 21100 Varese, Italy.
这项研究优化了一种生物工艺,利用工程化大肠杆菌从香草素中生产cis,cis-muconic acid (ccMA). 优化的方法显著提高了ccMA的产量和生产率,使得可持续的聚合物生产成为可能.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 合成生物学 合成生物学
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 高价值的工业化学品cis,cis-muconic acid (ccMA) 的生产对于可持续制造至关重要.
- 生物转化可再生资源,如素 (由素衍生) 提供了一个绿色替代传统化学合成.
- 以前使用静止细胞的方法在生产力和效率方面存在局限性.
研究的目的:
- 优化生长的细胞生物过程,从素中增强生产cis,cis-muconic acid (ccMA).
- 为了提高ccMA生物合成的产量,生产力和可持续性指标.
- 为了证明产生的ccMA在制造生物基聚合物的实用性.
主要方法:
- 设计了一种大肠杆菌菌株,具有5种复合酶,用于素转化为ccMA.
- 优化了生物反应器条件,包括介质组成,发酵参数和香草养策略.
- 采用脉冲养策略,以1 mmol/h的速度添加瓦尼林.
- 量化的ccMA生产,产量和生产率.
- 评估绿色指标,如E-因素和过程质量强度.
- 使用产生的ccMA合成了一种生物衍生聚合物.
主要成果:
- 在48小时内达到ccMA度为5.2g/L.
- 达到0.86g ccMA/g素的高转化效率.
- 与静止细胞方法相比,生产率增加了4倍.
- 显著降低了E-因子和工艺质量强度,表明改善了工艺的可持续性.
- 从合成的ccMA成功地生产出一种具有状性质的完全生物衍生聚合物.
结论:
- 优化的生长细胞生物工艺提供了一种高效和可持续的方法,用于从香草素中生产ccMA.
- 与以前的方法相比,这种方法显著提高了生产率,并减少了对环境的影响.
- 开发的生物工艺是从可再生原料生产生物基聚合物的可行平台.
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