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在这项研究中,木薯渣(cassavabagasse,简称CB)是一种含有淀粉和木质纤维素的副产品,用于基于同时糖化和共发酵的L-乳酸(L-lactic acid,简称L-LA)生产。在此过程中,CB中的淀粉和木质纤维素被混合酶共糖化。发酵结果表明,鼠李糖乳杆菌和凝结芽孢杆菌的混合培养与使用上述菌株进行单培养的方法相比,显着提高了 L-LA的浓度和生产率。在优化的条件下,L-LA的最高浓度和生产率分别为112.5 g L-1和2.74 g L-1 h-1。此外,还获得了 654.5 gKg-1 CB的L-LA收率,这意味着无需预处理即可同时利用淀粉和木质纤维素糖。这项工作中提出的新方法极大地提高了木薯渣的L-LA产量,相当于多投入180元纤维素酶成本就会多产生1168元乳酸的效益,这在经济的废物处理方面显示出了优势。为了克服木质纤维素L-LA生产中纤维素酶消耗量高以及废水排放量大等问题,本研究建立了同时糖化发酵(Simultaneous saccharification and fermentation,简称SSF)-膜分离整合工艺。通过回收分离过程截留液和玉米秸杆(corn stover,简称CS)固体残渣的碱洗脱,残留营养物和纤维素酶得到了适当的回收。通过重复使用回收流中的纤维素酶和营养素,总共进行了 6批操作。最终,获得的L-LA总产量为389 g Kg-1(预处理的CS),这是不回收废料流的常规方法的1.20倍。相应地,该新方法的废水排放量,纤维素酶和营养物质消耗量分别减少了 73.7%,47.4%和86.1%。为了有效地生产第二代L-LA,稻草(rice straw,简称RS)首次通过稀乙二胺(Ethylenediamine,简称EDA)进行了预处理,然后进行分批补料SSF。具体来说,考察了预处理参数包括EDA浓度和预处理温度对糖化的影响,并评估了 L-LA的产生。结果表明,在200℃下于6%(w/v)EDA中预处理1h,然后进行酶水解,生成了 42.25 g L-1的总单体糖。通过分批SSF,可以使用凝结芽孢杆菌LA-15-2从原始RS中获得L-LA的最大63.5%±3.0%g L-1和296.8gKg-1。进一步进行分批补料,最终发酵液中的L-LA浓度为92.5gL-1。相应地,经预处理的RS的L-LA生产率和产率分别达到2.01 L-1 h-1和272.4gKg-1。该研究为L-LA的生产提供了一种新的环保方法,成功避免了木质纤维素预处理阶段大量无机碱的使用。