面向资源与环境的生物基化学品技术创新与展望.pdf

化 工 进 展 2 0 1 5 年第3 4 卷第 1 1 期 C H E MI C A L I N D U S T R YA N D E N G I N E E ! 3 8 2 5 面向资源与环境的生物基化学品技术创新与展望 徐鑫，陈骁 ，咸漠 ( 中国科学院生物基材料重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东 青岛2 6 6 1 0 0 ) 摘要 ：生物基化 学品是 以可 再生的生物质 为原料 ，以生物细胞 或酶 蛋 白为催化 剂合成的产 品。由于摆脱 了对化 石原料的依赖，同时避免了石油基产品制备过程的高能耗高污染，为了资源和环境的绿色、可持续发展，以可 再生的生物质资源为原料，以生物转化技术制备化学品是未来发展的主要趋势。本文对目前国内外生物基化学 品研 发 及生产概况进行 综述 ，预 测生物基化 学品制造业将朝 着为原料 多元化、生物转化 过程 高效化 、产品高值 化的方向发展。针对生物转化过程高效化的关键科学问题进行深入探讨，提出生物学科与其他学科交叉融合是 生物基 化学品制造 技术未来 的发展方 向，包括生物技 术 自身融合 、生物与化工 技术融合及生物 与过程 控制技 术 融 合 。 关键词 ：生物基化学品 ；制备 技术 ；转化体 系；学科 融合 中图分类号：T l 9 文献标志码：A 文章编号：1 0 0 06 6 1 3( 2 0 1 5)1 1 3 8 2 5 0 7 D oI ：1 0 1 6 0 8 5 i s s n 1 0 0 0 6 6 1 3 2 0 1 5 1 1 0 0 1 Bi o b a s e d c he mi c a l s t e c hno l o g y i nno va t i o n a nd pr o s pe c t s f a c i ng r e s o ur c e a nd e n v i r o n m e nt c ha l l e ng e s XUX n， CHEN Xi ao，XI AN M o ( C AS Ke y L a b o r a t o r y o f B i o b a s e d Ma t e r i a l s ，Q i n g d a o I n s t i t u t e o f B i o e n e r g y a n d B i o p r o c e s s T e c h n o l o g y ，C h i n e s e Ac a d e my o f S c i e n c e s ，Qi n g d a o 2 6 6 1 0 0 ，S h a n d o n g ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Bi o b a s e d c h e mi c a l s a r e s y n t h e s i z e d f r o m s u s t a i n a b l e a n d r e n e wa b l e b i o ma s s b y b i o l o g i c a 1 c a t a l ys t s The s u pe r i o r i t i e s o f t he ne w i nd us t r i a l mo de a r e o b vi o us ， s u c h a s i nd e pe nd e nc e of f o s s i l r e s o u r c e s ， a n d a v o i d a n c e o f e n e r g y c o n s u mp t i o n a n d p o l l u t i o n T a k i n g a c c o u n t o f t h e s u s t a i n a b l e d e v e l o p me n t o f r e s o u r c e a n d e n v i r o n me n t ，g r e e n s y n t h e s i s wi l l d o mi n a t e i n f u t u r e b i o b a s e d c h e mi c a l s ma n u f a c t u r i n g ，i e u s i n g r e n e wa b l e b i o ma s s t o s u b s t i tut e f o s s i l r e s o u r c e s I n t h i s a r t i c l e ，d e v e l o p me n t o f b i o b a s e d c h e mi c a l s wa s r e v i e we d fro m t h e a s p e c t s o f r e s e a r c h a n d i n d u s t r i a l i z a t i o n I n t h e fut u r e ， b i o ba s e d c h e mi c a l s t e c h n ol o g y wi l l be d i v e r s i fie d i n t e r m s of f e e d s t o c k s ， e m c i e nt t r a ns f o rm a t i o n s y s t e ms a n d h i g h v a l u a b l e p r o d u c t s T h e k e y s c i e n t i fi c p r o b l e ms r e l a t e d t o h i g h e f f e c t i v e b i o - t r a n s f o r ma t i o n p r o c e s s wa s d i s c u s s e d，t o g e t h e r wi t h t h e futur e d e v e l o p me n t d i r e c t i o n o f b i o b a s e d ma t e r i a l s p r o d u c t i o n ，w h i c h c o mb i n e d b i o l o g i c a l t e c h n o l o g y wi t h o t h e r t e c h n o l o g i e s ( e g b i o l o g y ， c h e mi c a l o r p r o c e s s c o n t r o 1 ) Ke y wor ds ： bi o ba s e d c h e mi c a l s ； pr e p a r a t i o n t e c h no l o g y； t r a ns f o rm a t i o n s y s t e m；d i s c i pl i n e i nt e g r a t i o n 生物基化学品是指利用可再生 的生物质( 淀粉、 葡萄糖、木质纤维素等)为原料生产的高需求量的 大宗化学品和高附件值的精细化学品等产 品。由于 摆脱 了对化石原料的依赖 ，同时避免了石油基产品 制各过程 的高能耗和高污染，基于资源和环境可持 收稿 日期：2 0 1 5 0 4 0 8 ；修改稿 日期：2 0 1 5 0 5 1 9 。 基金项 目：中国科学院重点部署项 目 ( K GZ D E W- 6 0 6 1 3 )及山东省 科技发展计划项 目 ( 2 0 1 4 GG F 0 1 0 7 0 ) 。 第一作者 ： 徐鑫 ( 1 9 8 1 一) ，女， 助理研究员。联系人：咸漠 ， 研究员， 从事生物化工领域研究。E - ma i l x i a n mc lq ib e b t a c c a 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 2 6 化 工 进 展 2 0 1 5年第 3 4卷 续发展的双重考量，以可再生的生物质资源替代不 可再生的化石资源制备化学品是未来发展的主要趋 势。据世界经济合作与发展组织预计，到 2 0 2 5年， 生物基化学品的产值将超过 5 0 0 0亿美元 ， 占全部化 学品的 2 5 左右。 世界各 国政府 、跨 国企业、研究机构均高度重 视生物基化学品的研发和生产。欧盟发布 “ 创新可 持续发展：欧洲生物经济 ”战略，提 出增加研发投 入和开发生物基产品市场等内容。美 国 2 0 1 2年发 布 的 “ 国家生物经济蓝图”将发展生物基化学品作 为生物经济的主要内容之一 1 】 o 我国政府自“ 九五” 起就不断加大对生物基化学品的研发投入 ，“ 十二 五 ”将生物产业作为大力发展和重点扶持的战略新 兴产业，并出台相关财税政策扶持。全球范围内， 能源及化工制造业正在从不可再生的“ 碳氢化合物 ” 时代 向可再生的 “ 碳水化合物”时代过渡l 2 。 2 0 1 5年 3月 2 4日，中央政治局会议中首次提 出 “ 绿色化”的概念，即加快推动科技含量高、资 源消耗低、环境污染少的产业结构和生产方式。生 物转化技术的重金属、 有机溶剂 、 化学助剂使用少， 对化石资源依赖程度低 ，是符合 “ 绿色化”标准的 环保的生产方式。因此，应大力发展生物基化学品 制备技术 ，并 以此为基础，构建绿色新型产业结构 和工业体系，逐步实现资源 、环境及社会的可持续 发展。 1 国内外生物基 化学品研发 与生产 概况 生物质原料替代石油基原料、生物法替代化学 法是国际化学品制造业发展的重点方向。近年来基 因组学、蛋 白组学、代谢组学及系统生物学等技术 的进步，共 同构建了化学品的生物合成通道。在各 国政府政策和计划的鼓励和刺激下，英国石油公司 ( B P ) 、 壳牌( S h e l 1 ) 、 巴斯夫( B A S F ) 、 拜尔 ( B a y e r ) 、 杜邦 ( Du p o n t ) 、道化学 ( Do w C h e mi c a 1 )等大型 跨国石油和化工集团斥巨资投入生物化工产业，发 展面 向生物制造的工业生物技术 。目前己建立 1 ， 3 一 丙二醇、3 一 羟基丙酸、丁二酸、类异戊二烯 、l ， 4 一 丁二醇、异戊醇、丙烯酸等传统石油化工产品的生 物制造路线，生物合成技术已经或即将产业化 J 。 全球生物基化学品技术迅猛发展，目前 己成功合成 生物概念橡胶、生化纤维及生物塑料等产品己进入 产业化应用 。随着绿色生物催化技术的进步，生物 催化剂在化妆品、药物及其中间体，或其他精细化 表 1 部分跨国公司生物基化学品生产规模 1 5 - 1 8 1 学品合成 中的应用正逐步扩大 1 0 - 1 4 。部分跨 国公司 生物基化学品生产规模见表 1 。 作为国家重点扶持的战略新兴产业，我国具备 发展生物基化学品制造业的迫切需求与 良好基础。 在政府的支持及企业、研究机构的努力下，我 国生 物基化学品方面的研究取得了一些成果。例如，中 国科学院青 岛生物能源与过程所通过代谢工程技术 在大肠杆菌中构建了异戊二烯 的生物合成途径 ，形 成具有 自主知识产权的制造技术【 4 J 。 清华大学的 1 ， 3 丙二醇生物转化技术打破了杜邦等跨国企业的技术 壁垒 ，并己与河南天冠集团等企业建成年产 5 0 0 0 t 的工业生产线 ， 】 。南京工业大学与中国石化集 团 公司共同开发生物发酵法合成丁二酸技术，己建成 1 0 0 0 ff a丁二酸生产中试装置【 2 J 。 安徽丰原格拉特 乳酸有限公司是亚洲 大洋洲地区最大的 L 一 乳酸生 产厂家，年生产能力为 3 0 0 0 0 t ，可以为聚乳酸项 目 提供高质量乳酸单体 。 当前， 工业生物技术己进入大规模产业化阶段， 全球生物经济处于起步向快速发展的跃升期，生物 制造产业势头强劲，已成为现代生物经济和生物产 业发展的重点。然而，原料利用局限、产品种类单 一 、转化效率不高，是制约生物基化学品产业化的 极大障碍，也是生物基化学品基础研究的关键攻关 方向。加大生物基化学品的研发投入，培育与环境 协调的高效生物炼制与生物转化体系，尽快与国际 接轨 ， 成为我国工业生物技术领域重要的战略任务。 2 生物基化学品发展与创新展望 2 1 原料利用多元化 原料成本 占到生物基化学 品总成本 的 3 0 4 0 ，乃至更高，开发价格低廉的多元化原料，是 绿色化学品制备面临的重要任务。我国目前每年约 有 l 1 1 0 t 各类农林废弃物、1 5 1 0 t 畜禽粪便、 1 6 1 0 t 城市垃圾、0 0 5 1 0 t 餐饮废油 ，另外还 有 1 1 0 多公顷不宜耕种农 田可用于种植能源植 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 l 1 徐鑫等：面向资源与环境的生物基化学品技术创新与腱望 3 8 2 7 物，这些低劣生物质的可用量经不同转化途径得到 的能源约折合 1 0亿吨标准煤， 是我国发展绿色化学 品产业的重要的可持续资源L 2 J 。此外，我 国拥有 丰富的煤炭资源， 由煤炭而来的 C 资源也是化学品 转化 的重要原料之一，这些都是对短缺的石油资源 的有效 补充 。 图 1 示意 了采用不同原料制备重要化学品丁二 酸的合成路线 2 5 - 2 7 。以合成气、葡萄糖和丁烷为原 料制备丁二酸的理论产率 分别为 9 2 2 、1 l 7 和 2 0 3 ，尽管合成气到丁二酸的原子利用效率较低 ， 但是考虑其相对低廉的价格 ，较其他原料更具有优 势。此外 ，合成气厌氧发酵还可转化为乙醇、丁醇、 乙酸 、乳酸 、丁酸、2 ， 3 一 丁二醇 、丙酮等化学品， 是极具潜力与竞争力的原料L 2 引 。 图 1 采用不 同原料制备丁二酸 采用两段式生物转化技术从废水中提炼生物 能 源与生物基化学品，是拓展原料来源的又一重要案 例 。该技术第一阶段通过水解、酸解微生物将废水 中的有机物转化成有机酸、醇中间体 ；第二阶段利 用特殊功能微生物合成其他高附加值化学品I 2 圳，技 术路线见图 2 。对有机废水进行回用，一方面可以 解决环境污染问题 ，另一方面降低了生物基化学品 的成本 。从 资源利用、产品应用前景及经济性等角 度看，有机废水是生物基化学品制造业值得探索的 第 阶段( 初级D H 1 5 ) 第 ： 阶段f 精D N J 2 ) 图 2 以有机废水为原料合成生物基化学品 重 要原 料之 一 。 C O2 是主要的温室气体，也是取之不尽的廉价 碳源。 我国 2 0 1 3年的 C O， 排放总量达到 I O 0 1 0 t ， 居全球首位，如能有效利用，一方面可提高碳 资源 的利用率，一方面可缓解高排放的压力。以C O2 为 原料合成化学品、染料或高附加值材料，在国内外 已有成功案例 。例如，美国 Mi c h a e l Ad a ms 课题组 构建成功可利用 C O 2 和 H2 生成 3 羟基丙酸 甲酯的 微生物，该研究结果已发表于 尸 M 杂 川 J 。中国 科学院天津工业生物技术研究所马延和课题组通过 构建光合蓝细菌， 实现以 C O2 为底物， 生物合成酸、 醇、酮等典型化学品，为化学品的原料拓展提供 了 新的思路 3 1 - 3 2 J 。 2 2 生物转化体系高效化 生物转化技术制备化学品具有绿色、可持续的 特点，是发展低碳经济的关键技术。以生物转化技 术应用于大规模能源 、材料、化学品的制造，是传 统化石经济 向低碳经济过渡的必要工具，也是转变 经济增长模式，保障社会可持续发展的有效手段。 目前开发较好的生物基化学品有 l ， 3 一 丙二醇 、L 一 乳 酸等_ j J 。然而 ，相对于建立在 “ 三苯三烯 ”基础 上 已完全成熟的传统化工体系，建立在糖类醇类为 构筑单元的生物基化学品工业还很年轻 ，有很大发 展空间， 许多平台化合物的生物合成方法还不成熟， 存在合成效率不高、分离纯化困难、难于产业化等 问题 ，而理想的绿色工业技术应满足高转化率、高 选择性、易分离等特 点。通过汲取传统生物技术与 其他技术之长，实现学科的创新与交叉融合 ，提高 生物催化体系的催化效率及耐受性，提升生物基化 学品制备技术的产业化能力，是未来生物转化技术 的重要发展方向，包括生物技术自身融合、生物与 化工技术融合及生物与过程控制技术融合。 提升微生物的催化效率是实现高效生物转化体 系的核心。由于体 内的各类反应并非孤立存在 ，而 是在复杂代谢网络中， 受到胞内的各项调控与制约， 因此基于单一途径代谢改造的方法常常达不到理想 催化效率或者无法构建复杂的合成路线。近年兴起 的合成生物学通过转录组学、蛋 白组学、代谢组学 等相关学科的融合，可较好地解决这个 问题 。通过 合成生物学技术，可从全细胞代谢网络角度改造、 优化 或从 头创 建具有特 定功能的人工生物转化 体 系，提高细胞的生物制造能力及对 目标产物的耐受 能力，是构建高效生物转化体系的创新技术 ( 见图 3 ) 。异丁醇的生物合成是人工生物转化体系构建的 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 化 工 进 展 2 0 I 5年第 3 4卷 经典案例。传统化工过程制备异丁醇 ，通常以石油 为起始原料， 通过丙烯羰基合成法生产 ， 工艺繁琐， 催 化剂价格 高。美国加州大学洛杉矶 分校 J a me s L i a o课题组利用构建启动子元件、基因敲入 、代谢 途径替换等手段，在大肠杆菌中重构 了异丁醇的合 成途径：首先由 2 酮酸脱羧酶催化 2 一 酮异戊酸脱羧 生成异丁醛，然后 由乙醇脱氢酶催化 ，将异丁醛还 原为异丁醇。该菌株在常温常压下 以葡萄糖为原料 合成高级醇及其衍生物 ，避免了传统化学法催化剂 成本高、工艺复杂等问题。该工作发表于 N a t u r e杂 志，并在次年 由杜邦公司应用于生产 I 3 。抗癌药 青蒿素前体青蒿酸的生物合成是合成生物学应用的 又一例证 。加州大学伯克利分校的 K e a s l i n g课题组 通过合成生物学方法设计、重组并优化人工生物转 化体 系， 在酵母菌中构建了青蒿酸的生物合成途径， 青蒿酸产量达到 2 5 g L ，实现 了生物发酵法的低成 本生 产 。 合成生物学技术 人工生物转化体 系 工业需求 I I O 图 3 人工生物转化体 系构建 充分发挥生物 、化工技术的优势 ，使传统化工 与生物转化过程有效融合，是提高反应体系转化效 率的又一创新思路。化学品制备过程的多步反应可 以通过化学过程或生物过程实现 ，两种方式可 以分 解或集成，根据每步反应的效率 、绿色、成本、放 大等 问题选择所使用的过程 。采用两段式制备戊内 酯是生物一 化学分步反应的典型案例 。 该技术第一阶 段利用重组大肠杆菌为生物催化剂发酵合成甲羟戊 酸，并萃取出来，第二阶段将 甲羟戊酸酯化生成 甲基一 一 戊 内酯，然后聚合成嵌段共聚物用于橡胶合 成。以生物发酵过程与有机化学结合，充分发挥两 种技术优势 ， 达到绿色、 高效合成化学品的 目的 ( 见 图 4 ) 。该工作 已发表于 P N A S杂志【 j 。美 国杜邦公 司采用类 似 的生物一 化 学分 步反应 合成聚 酯材料 P T T，即首先以工程菌发酵生成 l ， 3 丙二醇单体， 然后化学聚合生成 P T T 。以玉米淀粉为原料采用生 物 化学法制造 P T T 的总成本低于环氧乙烷羰基化 法 、丙烯 醛水合氢 化法等传 统石化路线 ，且 能耗 降低 2 5 。杜 邦 公司 因此荣 获美 国绿 色化学总 统奖9 , 3 8 。 综合生物过程与化工过程的优势，将两种学科 有机融合、集成，是提高转化效率，实现原子经济 性高，选择型好的绿色反应过程的又一方式。以纤 图 4 两段 式生物 化学技术合成戊 内酯聚合物 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 l 1 期 徐 鑫等：面向资源与环境的生物基化学 品技术创新与 展望 3 8 2 9 维素水解催化剂为例，催化剂与纤维素表面作用与 调控 以及提高纤维素分子与催化剂的可及度是实现 纤维素高效水解的关键，以生物酶与底物的作用机 制为指 导开展化学催化剂的结构优化，通过对酸性 催化剂的设计，制 备仿酶酸性共聚高分子以及可分 离纳米崮体酸催化剂，实现酸性催化位点在纤维素 表面富集，可有效提高化学催化剂的选择性l j ( 见 图 5 ) 。反应分离耦合技术是生物一 化工技术集成的 另一 案例。该技术利用表面活性剂在水溶液里形成 5 0 l 0 0 n m大小的胶束 ，作为贵金属催化反应的纳 米反应器。其反应浓度高，速率快；产品产率高， 可直接分离：催化剂可重复使用 ，活性降幅小。该 技术可利用不纯 的化合物作为原料，拓展 了更 多选 择性方法，拓展了能在水相中催化的催化剂，拓展 了低耗 能的分离技术 ，拓展 了多组分体 系的转化 方法将从生物质中得到的多组分体系直接转化 为所需的多组分产品 。加州大学圣 巴巴拉分校的 L i p s h u t z 教授因此获得 r 2 0 1 1 年第十六届美国总统 绿色化学挑战奖的学术奖。 r 维豢晶体 匝 受圃匦 l &面寓集，提高选择r i： l 5 纤维素 水解催化 剂设 计思路 较低的 产强度是制约生物基化学品产业化的 瓶颈 。强化生物转化过程控制，将生物技术与过程 控制技术集成，是提高工业生物转化效率的重要手 段 。 其核心问题是物质 能量微观传递规律及其与反 应过程 的协同机制 。由于微生物发酵在气一 液 固三 相体系中进行，当达到一定培养密度时，发酵液呈 高密度及高黏度状态 ，其物质、能量传递速率及均 衡度与细胞 的生长代谢 、底物利用及产物生成均处 于动态变化中，且实时相互作用，因此生物转化过 程 的工程化控制具有高度复杂性。引进现代控制理 论 ，建立 以过程工程为基础 的动力学模型，对操作 单元即生物反应器进行控制与优化，是提升转化效 率 的研究方向。如采用计算机在线数据采集系统对 发酵过程进行控制 ，应用遗传算法或神经网络对生 物过程局部或全局进行优化和模拟 ，利用混沌算法 对经验数据进行修正或延伸扩展等。清华大学程 易 课题组 4 1 - 4 3 利 用红外光纤探 头及离子成像测速技 术，研究了搅拌反应器的流场及气 液一 固三相体系 中物质传递特性，并建立了模拟流动模型，揭示了 细胞等固体颗粒的运动规律 ，为生物反应器的优化 设计提供 了理论支持 。具体到工业化生产 中，主要 通过生物技术与过程工艺集成，发展高性能搅拌反 应器和设计非搅拌式新型高效反应器来提高工业生 物过程转化效率。如美国 C h e mi n e e r 公 司研发的轮 轴式搅拌桨，可有效避免发酵体系的表面张力及搅 拌剪切力，保证高密度发酵的传质效率，提高产能 2 0 3 0 】 。 2 - 3产品高值化 当前，部分大宗化学品同质化竞争严重，同时 面临一定程度的产能过剩。而高端化学品，如新型 化学品、专用化学品、新材料等短缺 ，其中化工新 材料及部分单体缺 口突出，发展空间较大。据美国 I HS化学咨询公司预测， 2 0 1 0 2 0 l 5年全球高端化 学 品年均需求增长率保持在 3 5 左右， 整体高于大 宗化学品增长水平，在亚洲和新兴地区的高端化学 品需求增速将高达 1 O l 5 L 4 川 ，我国高端化学品 进 口依存度见表 2 。传统化工产品产能过剩与高端 专用化学品缺乏的矛盾 日益突出，化工行业的结构 性失衡局面日益突显。结合化工产业绿色化的环境 需求 ，瞄准高附加值 的产 品开发，是未来生物基化 学品技术发展的重要方向。强化生物基高端化学 品 的研 究和布局，包括特种橡胶、特种工程塑料、新 型复合材料、表面活性剂、精细化工 ( 如手性化合 物等)等领域进行技术开发和生产，加大研发投入 力度，开发新型、高性能产品。高端化学品制造 的 核心是其 中间体及聚合单体的生产技术。例如，高 品质的长链二元酸是制约生物基尼龙 ( 即生物基聚 酰胺 )生产的瓶颈 ，因此，为获得高性能生物基尼 表 2 部分专用化学品进 口依存度 ( 2 0 1 3年 ) 注 ：数据来源于卓创资讯。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 3 0 化 工 进 展 2 0 1 5 年第 3 4卷 龙 ，精制长链二元酸的研发尤为重要 。 3 结 语 基于工业生物技术的生物基化学品产业是保障 环境、经济与社会协调永续发展 的重要支撑，将为 实现低碳经济与绿色化工业可持续发展提供助力 。 推动我国生物基化学品产业的发展， 可 以此为牵引， 从产业链上游形成国际竞争力，促使传统化工制造 业向着规模化、集成化、绿色化发展 。生物基化学 品制备工业的发展将给基础产品加工业带来根本性 的变革，并将极大地影响一个国家的经济地位 以及 资源、环境安全。 结合世界科技发展前沿和我 国国情，我国的生 物基化学品制备技术要走有 中国特色的发展道路， 特别要考虑资源的融合、过程的环境效益和产品的 经济效益 。通过科技创新，突破生物基化学品开发 中制约产业发展的核心技术，提高规模化、产业化 能力与产品竞争力，构建从可再生原料到终端制品 的全产业链，建立 良好的产业发展环境，从而推动 我国生物基化学品产业整体水平 向前发展。 参考文献 陈方， 邓勇工业生物制造技术进入世界先进行列 J 中国科学院 院刊，2 0 1 3 ，2 8( 5 ) ：6 1 8 - 6 2 1 陈洪章，邱卫华，邢新会，等面向新一代生物及化工产业的生 物质原料炼制关键过程中国基础科学，2 0 0 9( 5 ) ：3 2 3 7 马延和 合成生物学及其在生物制造领域的进展与治理 J 科学 与社会 ，2 0 1 4 ，4( 4 ) ：1 1 - 2 5 Y a n g J i a n min g，Zh a o Gu a n g ， S u n Y u a n z h a n g，e t a 1 Bi o - i s o p r e n e p r o d u c t io n u s i n g e x o g e n o u s MVA p a t h wa y a n d i s o p r e n e s y n t h a s e i n E c o l i J B i o r e s o u r c e T e c h n o l o g y t 2 0 1 2 t 1 0 4 ：6 4 2 - 6 4 7 Mu r a l i M R，S i n g a r a v e l u V i v e k a n a n d h a n ，Ma n j u s r i Mi s r a a ，e t a 1 Bi o b a s e d p l a s t i c s a n d b i o n a n o c o mp o s i t e s ： Cu e n t s t a ms a n d f u t u r e o p p o r t u n i t i e s J P r o g r e s s i n P o ly me r S c i e n c e ，2 0 1 3 ，3 8( 1 0 1 1 ) ： 1 6 5 3 l 6 8 9 R a j S M R a t h n a s i n g h C，J o J E， e t a 1 P r o d u c t i o n o f 3 - h y d r o x y p r o p i o n i c a c i d f r o m g l y c e r o l b y a n o v e l r e c o mb i n a n t E s c h e r i c h i a c o l i B L 2 1 s t r a i n J P r o c e s s B i o c h e m ，2 0 0 8 ，4 3 ： 1 4 4 0 1 4 4 6 Ch e ng K K，Z h a o X B，Z e ng J ， e t a 1 Bi o t e c h n o l o g i c a l p r o d u c t i o n o f s u c c i n i c a c id ：C u r r e n t s t a t e and p e r s p e c t i v e s J B i o f u e ls B i o p rod B i o r efin i n g ，2 0 1 2 ，6( 3 ) ：3 0 2 _ 3 1 8 At s u mi S， Ha na i T， Li a o J CNo n- f e r me n t a ti v e pa t h wa y s f o r s y n t h e s i s o f b r a n c h e d c h a i n h i g h e r a l c o h o l s a s b i o fue l s J N a t u r e ， 2 0 0 8，4 51 ： 8 6 9 0 Bh a t i a S K ， Ku r i a n J V Bi o l o g i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f S o r o n a p o l y me r f r o m c o m- d e r i v e d 1 - 3 - p r o p a n e d i o l J B i o t e c h n o l o gy Le t t e r s ，2 0 0 8 ，3 0( 4) ：6 1 9 6 2 3 Y u e Y ，Li a n J N ，Ti a n P F， e t a 1 Cl o n in g o f a mi d a s e g e n e f r o m Rh o d o c o c c u s e r y t h r o p o l i s a n d e x p r e s s i o n b y d i s t i n c t p r o mo t e r s i n B a c i l l u s s u b t i l is J J o u r n a l o fMo l e c u l a r C a t a ly s i s ：E n z y m a t i c ， 2 0 0 9 ， 5 6 ( 2) ： 8 9 9 5 【 u Na l l i a S， C o o p e r a D G， Ni c e l l b j AMe t a b o l i t e s f r o m th e b i o d e g r a d a t i o n o f d i e s t e r p l a s t i c i z e r s b y R h o d o c o c c u s r h o d o e h rou s J S c i e n c e o f t h e T o t a l E n v i r o n me n t ，2 0 0 6 ，3 6 6( 1 ) ：2 8 6 2 9 4 1 2 】 V i s h a l S ， Ni k k i G， D a t t a M， L a c t i c a c id f e r me n t a t io n i n c e l l r e c y c l e me mb r a n e b i o r e a c t o r J A p p l ie d Mic r o b i o l o gy a n d B i o t e c h n o lo gy， 2 0 0 6 ， 1 2 8 ( 2 ) ： 1 7 1 1 8 4 【 1 3 A d r i e J J ，S u s ana S ，T e l ma T F，e t a 1 F e a s i b i l i t y o f a c r y l i c a c i d p r o d u c t i o n b y f e rme n t a t i o n J A p p l i e d Mi c r o b io l o gy a n d Bi o t e c h n o l o g y ， 2 0 0 5，6 7 ( 6) ： 7 27 - 7 3 4 1 4 Mi c h a e l S ， B a r b e l K R o l and W s W， e t a 1 3 - Hy d r o x y p r o p i o n i c a c i d a s a n e ma t i c i d a l p ri n c i p l e i n e n d o p h y t i c f u n g i J 尸 | t o c h e m ，2 0 0 4 ， 6 5 ： 2 2 3 9 2 2 4 5 1 5 】 红枫生物质化工产品拓展开发和应用 J 精细化工原料及中间 体 ，2 0 0 9( 3) ：3 5 4 0 1 6 钱伯章 MY n a n t 公司以非食物的纤维素为原料生产琥珀酸和乳酸 J 橡塑资源利用，2 0 1 1( 5 ) ：4 8 1 7 李雅丽美国Ge n o ma t i c a 公司推进生物基 1 ， 4 - 丁二醇 丁二烯工业 化进程 J 1 石油化工技术与经济，2 0 1 1 ，2 7( 5 ) ：5 6 【 1 8 谭天伟， 苏海佳， 杨晶 生物基材料产业化进展【 J 中国材料进展， 2 O1 2 ， 3l( 2 ) ： 1 6 1 9 刘宏娟， 杜伟 ， 刘德华生物柴油及 1 , 3 丙二醇联产工艺产业化进 展 化学进展，2 0 0 7 ，1 9( s 2 ) ：1 1 8 5 1 1 8 9 2 0 B a o H J ，L i u R M，L i a n g L Y，e t a 1 S u c c i n i e a c i d p r o d u c t i o n fr o m h e mi c e l l u l o s e h y d r o l y s a t e b y a n Es c h e r i c h i a c o l i mu t a n t o b t a i n e d b y a t mo s p h e r i c a n d r o o m t e mp e r a t u r e p l a s ma a n d a d a p t i v e e v o l u t i o n J En z y me M ic r o b T e c h n o 1 ， 2 0 1 4 ， 6 6 ： 1 0 - 1 5 2 1 Wa n g D， L i Q， Y angMH， e t a 1 E ffic i e n t p r o d u c t i o n o f s u c c i n i c a c i d fro m t o m s ta l k h y d r o l y s a t e s b y a r e c o mb i n a n t Es c h e r i c h i a c o l i wi t h p t s Gmu t a t i o n J P r o c e s s B i o c h e m ，2 0 1 1 ，4 6 ：3 6 5 3 7 1 2 2 Wang C， Z h a n gHL ， C a i H， e t a 1 S u c c i n i c a c i d p r o d u c t i o nfr o m C O lq l c o b h y d r o l y s a t e s b y e n e t i c a l l y e n g i n e e