Un gruppo di ricerca del Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Accademia cinese delle scienze, ha sviluppato una nuova strategia per la conversione della lignocellulosa a costi contenuti. Conosciuto come biosaccarificazione consolidata (CBS), combina produzione di cellulasi e idrolisi, separando la fermentazione dal processo integrato prendendo lo zucchero fermentescibile come prodotto target per accoppiare i vari processi di fermentazione a valle.

La conversione industriale della biomassa in biocarburanti e prodotti biochimici di alto valore è principalmente limitata dalla solubilizzazione della lignocellulosa. In precedenza, sono state riportate tre strategie per la bioconversione della lignocellulosa, cioè., idrolisi enzimatica separata e fermentazione (SHF), saccarificazione e fermentazione simultanee (SSF), e bioprocessing consolidato (CBP).

Per SHF e SSF, cellulasi sono solitamente prodotte da funghi aerobicamente in un reattore diverso, e il costo dell'enzima è una questione essenziale da considerare. In contrasto, CBP integra la produzione di enzimi, idrolisi della cellulosa, e fermentazione in un unico passaggio per ridurre la cellulasi e i costi di investimento, ma comporta un'efficienza di saccarificazione relativamente bassa e prodotti semplici.

I ricercatori del QIBEBT avevano precedentemente sviluppato un biocatalizzatore CBS mediante l'ingegneria genetica di Clostridium thermocellum, ma ci volle molto tempo per raggiungere un alto livello di saccarificazione. Dopo, è stato sviluppato un biocatalizzatore CBS di seconda generazione e fattori chiave di processo, compreso il mezzo, carico di inoculo e substrato, eccetera., sono stati ottimizzati per promuovere l'efficienza di saccarificazione e ridurre ulteriormente i costi.

Utilizzando il biocatalizzatore di nuova concezione e le condizioni ottimali, il processo CBS è stato accorciato del 50% utilizzando paglia di grano pretrattata come substrato. In tali condizioni, la resa in zucchero ha raggiunto 0,795 g/g e il livello di saccarificazione è stato dell'89,3 percento (Fig. 1).

"Si prevede che la CBS sarà ampiamente utilizzata nella produzione di vari prodotti chimici derivati ​​dalla lignocellulosa, alimenti funzionali e prodotti farmaceutici. La costruzione di una dimostrazione CBS su scala pilota è in corso, " ha detto il Prof. CUI Qiu, corrispondente autore dello studio.

Lo studio è stato pubblicato su Biotecnologie per i biocarburanti .