項目簡(jiǎn)介：
作為一種綠色、高效的催化載體，微生物在化學(xué)品工業(yè)合成中的應用越來(lái)越廣泛。生物催化反應條件溫和，并顯示出嚴格的對映選擇性或區域選擇性，還避免了化學(xué)合成法所需高溫高壓反應條件和昂貴的催化劑，節省能源消耗。微生物轉化法主要是利用細胞內相關(guān)的糖醇脫氫酶，將葡萄糖還原為D-阿拉伯糖醇，氫來(lái)自細胞內的還原性輔酶和氫離子，不需另行制氫。微生物反應在常溫常壓下進(jìn)行，能耗低、設備簡(jiǎn)單、操作安全，又由于酶的底物專(zhuān)一性，使得原料不必高度精制。生物法生產(chǎn)D-阿拉伯糖醇將具有污染少、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)化生產(chǎn)中具有明顯優(yōu)勢和巨大的潛力。國內外多年研究開(kāi)發(fā)獲得了不同糖醇生產(chǎn)菌株，糖醇轉化率超過(guò)0.3g/g，使得糖醇生物制造的工業(yè)化成為可能。
性能指標：
本項目獲得具有自主知識產(chǎn)權、高效生產(chǎn)D-阿拉伯糖醇的菌種。利用該菌種可以把葡萄糖，玉米芯水解濃縮液或木糖廢母液生物轉化為D-阿拉伯糖醇，轉化96-108h，可以實(shí)現細胞重復利用，平均糖醇產(chǎn)量45-69g/L，轉化率0.46-0.49g/g，產(chǎn)率0.46-0.65g/l/h。
技術(shù)優(yōu)勢：
（1）細胞可反復使用，從而可降低生物催化劑成本；（2）原料利用率高?；瘜W(xué)法以純阿拉伯糖為原料，底物昂貴。生物轉化法直接以生物質(zhì)水解液為原料，使原料利用率有較大提高，同時(shí)降低生產(chǎn)成本；（3）能耗低?；瘜W(xué)法將阿拉伯糖加氫后再濃縮、結晶，能耗高。生物轉化法一次濃縮結晶得到阿拉伯糖醇，降低了能耗；（4）生產(chǎn)設備簡(jiǎn)單?；瘜W(xué)法需制氫，加氫在高溫高壓下進(jìn)行，設備要求高。發(fā)酵法主要設備是發(fā)酵罐，也較復雜。生物轉化法只用極少發(fā)酵罐，主要設備是簡(jiǎn)單的反應槽；（5）操作簡(jiǎn)單、安全。轉化過(guò)程在常溫、常壓下進(jìn)行，并且無(wú)需無(wú)菌操作。與化學(xué)法或發(fā)酵法比較，操作是最簡(jiǎn)單、最安全的；（6）產(chǎn)品質(zhì)量可靠。生物法避免了與金屬粉末催化劑的接觸，產(chǎn)品更適于作為食品。生物轉化系統又沒(méi)有發(fā)酵系統的培養基組分，因此產(chǎn)品質(zhì)量更可靠。
產(chǎn)業(yè)化現狀：
目前該項目正完成實(shí)驗室5L體系的轉化。
投資與效益分析：
D-阿拉伯糖醇可作為木糖醇的替代品，但由于生產(chǎn)技術(shù)的限制，D-阿拉伯糖醇生產(chǎn)成本較高，價(jià)格昂貴，使其應用受到限制，98%純度的D-阿拉伯糖醇的價(jià)格為1600-3000元/公斤。本項目以?xún)r(jià)格相對低廉的葡萄糖作為原料通過(guò)生物轉化法生產(chǎn)D-阿拉伯糖醇，預計生產(chǎn)成本約為2萬(wàn)元/噸以下。
