甲烷作为电子供体合成聚羟基脂肪酸酯的研究进展

2021-05-20岳颖蓉方芳徐润泽操家顺

应用化工 2021年4期

岳颖蓉，方芳，徐润泽，操家顺

(1.河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京 210098；2.河海大学环境学院，江苏，南京 210098)

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)是由微生物合成的一种胞内聚酯，其具有与传统石油化工类塑料相似的性质，可广泛应用于工业、农业、建筑、制药及生物医学等领域[1]。虽然人们广泛关注PHA的生产，但是高成本的碳源限制了PHA市场的进一步发展[2]。甲烷是自然界中一种重要的温室气体，具有很高的化学稳定性和很强的温室效应。大部分的甲烷排放源于人工，主要有化石燃料、畜牧业、厌氧废物处理、煤炭开采和废水处理等[3]。目前研究表明甲烷氧化菌可以以甲烷为唯一碳源和能源，在营养限制条件下合成生物聚合物PHA[4]。因而将甲烷作为低成本的原料生物转化为高附加值的PHA，既可以增加污水中资源的回收，又有助于缓解气候变化问题。

近年来，研究者们已经就甲烷氧化菌利用甲烷作为电子供体合成PHA进行了大量的研究，并取得了一定的进展。但是，大多数研究仍局限于小试实验，未进行大规模的实际应用，且合成的PHA种类较为单一。因此，本文首先就PHA的性质及应用展开阐述；然后综述了关于甲烷氧化菌合成PHA的能力与生物代谢途径的研究，并强调了不同环境因素对甲烷氧化菌利用甲烷合成PHA的影响；最后针对目前研究存在的问题提出了相应的策略，为未来研究利用甲烷高效合成PHA提供解决思路。