本期为您推荐西南大学邹祥教授研究团队发表在《Chemical Engineering Journal》上的一篇文章：Bio-refinery of xylose processing wastes for green polymalic acid production and L-malic acid recovery by engineered Aureobasidium pullulans in a non-waste-disposal system。使用全自动高通量微生物液滴培养仪（MMC）提高了该出芽短梗霉在低pH下的细胞耐受性，研究了在低pH条件下使用高浓度含废木糖母液(WXML）高效生产聚苹果酸（PMA）和无钙废物污染L-MA回收的可行性[1]。
聚苹果酸在医药、可降解材料等领域具有广泛的应用前景，但在PMA发酵中须添加碳酸钙作为中和剂来控制培养基的pH稳定在6.5左右，导致在下游提取过程中产生大量的CaSO4钙渣排放，进而造成严重的环境污染问题。近年来聚苹果酸需求快速增长，其羧酸基单体的生物制造迫切需要探索新的工程技术路线。此外我国木糖醇产业中年产超过10万吨的含废木糖母液，并没有得到有效利用，造成碳资源损失。
针对这些产业技术难题，本研究评估了在无废物处理系统中，以低pH控制和L-MA回收为前提，使用WXML进行高效PMA发酵的可行性。为了在高浓度WXML条件下对出芽短梗霉ZX-10进行适应性进化，在种子培养基中WXML浓度从120 g/L逐渐增加到300 g/L，每个梯度增加15 g/L并重复10次，成功分离出WXML耐受菌株HX-13；为了提高在低pH下的细胞耐受性，菌株HX-13在MMC中驯化，在初始对数阶段，传代时间设定为15小时，pH值从4.6逐渐降低至2.5，分离出耐低pH的菌株AE-35。随后，引入外源白僵菌钙调信号编码基因，通过钙调信号工程策略进一步强化菌株的低pH抗逆性能，并获得了一株突变菌株AE-59。在5L发酵罐中用Na2CO3进行低pH控制时，PMA效价达到49.47±0.48g/L，产量达到0.33g/g。最后，采用全水相结晶法(DAPC)，使用低剂量硫酸进行酸水解，从酸性下游培养基中获得总L-MA的78.55%（纯度为95.4%），结果表明在低pH模式下使用Na2CO3生产L-MA是可行的。本研究克服了钙废物污染对未来工业发酵L-MA生产的主要障碍，并为未来生物聚合物和羧酸的生产提供了一条绿色可持续的生物炼制路线。
[1]Baiyue Li, Bingqin Li, Pan Wang, Yingying Feng, Xingran Xu, Yongjun Zhang, Xiang Zou. Bio-refinery of xylose processing wastes for green polymalic acid production and L-malic acid recovery by engineered Aureobasidium pullulans in a non-waste-disposal system [J]. Chemical Engineering Journal,2023,454(04) .
本期为您推荐西南大学邹祥教授研究团队发表在《Chemical Engineering Journal》上的一篇文章：Bio-refinery of xylose processing wastes for green polymalic acid production and L-malic acid recovery by engineered Aureobasidium pullulans in a non-waste-disposal system。使用全自动高通量微生物液滴培养仪（MMC）提高了该出芽短梗霉在低pH下的细胞耐受性，研究了在低pH条件下使用高浓度含废木糖母液(WXML）高效生产聚苹果酸（PMA）和无钙废物污染L-MA回收的可行性[1]。
聚苹果酸在医药、可降解材料等领域具有广泛的应用前景，但在PMA发酵中须添加碳酸钙作为中和剂来控制培养基的pH稳定在6.5左右，导致在下游提取过程中产生大量的CaSO4钙渣排放，进而造成严重的环境污染问题。近年来聚苹果酸需求快速增长，其羧酸基单体的生物制造迫切需要探索新的工程技术路线。此外我国木糖醇产业中年产超过10万吨的含废木糖母液，并没有得到有效利用，造成碳资源损失。
针对这些产业技术难题，本研究评估了在无废物处理系统中，以低pH控制和L-MA回收为前提，使用WXML进行高效PMA发酵的可行性。为了在高浓度WXML条件下对出芽短梗霉ZX-10进行适应性进化，在种子培养基中WXML浓度从120 g/L逐渐增加到300 g/L，每个梯度增加15 g/L并重复10次，成功分离出WXML耐受菌株HX-13；为了提高在低pH下的细胞耐受性，菌株HX-13在MMC中驯化，在初始对数阶段，传代时间设定为15小时，pH值从4.6逐渐降低至2.5，分离出耐低pH的菌株AE-35。随后，引入外源白僵菌钙调信号编码基因，通过钙调信号工程策略进一步强化菌株的低pH抗逆性能，并获得了一株突变菌株AE-59。在5L发酵罐中用Na2CO3进行低pH控制时，PMA效价达到49.47±0.48g/L，产量达到0.33g/g。最后，采用全水相结晶法(DAPC)，使用低剂量硫酸进行酸水解，从酸性下游培养基中获得总L-MA的78.55%（纯度为95.4%），结果表明在低pH模式下使用Na2CO3生产L-MA是可行的。本研究克服了钙废物污染对未来工业发酵L-MA生产的主要障碍，并为未来生物聚合物和羧酸的生产提供了一条绿色可持续的生物炼制路线。
[1]Baiyue Li, Bingqin Li, Pan Wang, Yingying Feng, Xingran Xu, Yongjun Zhang, Xiang Zou. Bio-refinery of xylose processing wastes for green polymalic acid production and L-malic acid recovery by engineered Aureobasidium pullulans in a non-waste-disposal system [J]. Chemical Engineering Journal,2023,454(04) .
