废油脂生物合成聚羟基脂肪酸酯的研究进展
2020-08-04潘兰佳李杰林清怀汪印
潘兰佳 李杰 林清怀 汪印
(1. 厦门产业技术研究院,厦门 361000;2. 中国科学院城市环境研究所,中国科学院城市污染物转化重点实验室,厦门361021)
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate,PHA)是微生物细胞内的碳源在氮、磷或硫被限制的条件下的代谢转化而产生的[1],是一种可完全生物降解的高分子生物聚酯,其在降解过程中不产生任何有毒化合物[2]。由于PHA具有热塑性、生物降解性和生物相容性等优点,被视为石油工业塑料的理想替代品,但其较高的生产成本,限制了PHA的产业化生产和大规模应用。目前,工业PHA的价格在2-8美元/kg不等,传统的聚乙烯和聚丙烯大约只要1.6-1.7美元/kg[3]。然而,为了评估塑料的真实成本,我们必须考虑其对环境的影响和环境修复相关的财政损失[4]。世界各国的研究者们正努力通过各种研究降低PHA的生产成本,可降解的环保塑料必将是未来的发展趋势。微生物发酵过程中,底物消耗占比较大,选择价格低廉的底物可以一定程度上降低PHA的生产成本[5]。利用废弃物作为碳源合成PHA,一方面可解决资源的浪费以及废弃物污染问题,同时可以降低PHA的生产成本,这将进一步促进PHA的生产和应用。目前被用于PHA生产的废弃物包括乳清[6-7]、麦麸、米糠[8]、甘蔗糖蜜[9]、废水[10]和废油[11]等。本文重点介绍微生物利用废弃油脂合成PHA。
油脂是人类日常饮食中不可缺少的重要组成部分,它的主要功能是提供热量以及人体无法合成的脂肪酸和各种脂溶性维生素。据有关部门统计,2010年,我国年消费的食用油约为2 900万t,产生的废油量约600万t,预计到2020年,我国的食用油消费量将成倍增长,而相应的废油产出量将超过1 000万t[12]。……
