作为重要的大宗化学品的平台化合物之一，琥珀酸盐在工业上有着广泛的应用。微生物发酵方法生产更环保，更节能。同时，使用木质纤维素底物的琥珀酸盐发酵具有排放量小，价格合理，原料可再生，成本低等优点。

近日，上海交通大学白凤武团队在 Bioresource Technology 发布论文，在以浓碱预处理玉米秸秆为原料，在蒸汽辅助(CASA)条件下，培养谷氨酸棒状杆菌同时利用葡萄糖和木糖高效生产琥珀酸。

首先，对谷氨酸棒状杆菌ATCC13032进行工程化改造使琥珀酸富集，1)阻断副产物通路——缺失ldh（菌株K1）、pta-ackA和cat（菌株K2），2)增强琥珀酸的碳通量——过表达pyc和ppc；释放终产物抑制——过表达Ncgl0275（菌株K3)。重组菌株K3进行分批补料发酵，消耗200g/L葡萄糖，最终产琥珀酸盐117.8 g/L。

其次，为了充分利用木质纤维素水解产物中的木糖，将异构体酶途径和Weimberg途径引入重组菌株K3中，得到菌株K4（pXMJ19-xylABE)和K5(pXMJ19-xylABE-xylXABC）。

第三，对蒸汽辅助（CASA）条件下浓碱预处理玉米秸秆的方式进行研究，使得糖得率较高，黑液量较低。

最后，利用工程谷氨酸棒状杆菌K5对150 g/L CASA预处理后的CS（其中包含67.68g/L葡萄糖和21.73g/L木糖）进行处理，得到64.16 g/L的琥珀酸。

同时使用葡萄糖和木糖制备琥珀酸高产谷氨酸棒状杆菌是一种有效且环保的预处理策略。本文为以木质纤维素为原料生产生物基化学品提供了参考。

https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.128991