近日, 中国农业科学院油料作物研究所的郑明明研究员团队(油料品质与加工利用创新团队)利用固体酸和全细胞级联催化实现废弃玉米芯高效合成生物基糠醇,为农业废弃物资源高效转化为高附加值产品提供了新途径。相关学术成果发表在国际知名学术期刊《绿色化学》(Green Chemistry)上。
据介绍,糠醇具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、改善口感等多种生物活性,在食品、医药、日化等领域用途广泛。与传统的高温高压化学合成相比,从丰富的生物质中制取生物基糠醇备受关注。
对此,研究团队创制了新型固体酸催化剂,联用微波辅助水解玉米芯,可高效制备中间产物糠醛,解决了传统液体酸腐蚀性强、无法回收,存在废水排放等难题。同时,利用基因重组方法,构建了含有还原酶和甲酸脱氢酶的重组大肠杆菌全细胞催化剂,联用磁性海藻酸钠水凝胶固定化技术,攻克了全细胞催化活性不高、稳定性差和难以循环使用等问题,实现了糠醛到糠醇的高效生物转化。
固体酸和全细胞级联催化合成生物基糠醇示意图
牵头该项目的中国农业科学院油料作物研究所研究员郑明明介绍,上述技术通过化学和全细胞催化串联,创建了用农业废弃物——玉米芯高效合成糠醇的新方法,在食品、医药、日化等领域应用前景广阔。