乳酸介导易降解废物发酵产羧酸的链长调控机理

Medium carbon chain carboxylic acids (MCCAs) can be synthesized from waste via carbon chain elongation (CCE) reaction with lactic acid as the mediator, so that high value added biochemicals can be produced from the low carbon and electron-loss conversion of waste. The project aims to 1) explore the principle of how the lactic acid regulates the CCE reaction as a carbon source and / or as an electron donor; 2) to investigate the interface condition of the joint or coupling of waste lactic acid fermentation and lactic acid CCE; 3) to detect the functional microbial organisms and metabolic pathways of lactic acid-mediated transformation of waste into MCCAs, based on the single-bacteria assembly method and the third generation technology, and also to clarify the biological principles of joint or coupling reaction; 4) to build a continuous reactor with in-line product extraction. Thus, the project can provide theoretical support for the bio-refining technology.

易降解废物可通过乳酸为中间发酵产物介导的碳链生物延长反应合成中长碳链羧酸(MCCAs)，最大化废物化学品转化全过程的碳流和电子流转化率。依据碳链生物延长反应涉及的两大类代谢途径逆β氧化途径和脂肪酸生物合成途径的代谢差异，本申请项目拟探究乳酸作为碳源和/或电子供体调控碳链生物延长反应的原理；探索易降解废物乳酸发酵与乳酸碳链生物延长反应分段联合或一步耦合的衔接界面条件；基于微生物单菌组装生物信息学方法和第三代测序组学技术，探明乳酸介导的易降解废物转化合成MCCAs生物体系的功能微生物及其代谢途径图谱，揭示联合或耦合反应的微生物原理，筛选出可能同时具备有机物乳酸发酵和乳酸碳链生物延长功能的多功能微生物；复合功能微生物筛选和反应环境参数优化调控羧酸产物碳链长度；构建易降解废物转化MCCAs在线合成和产物分离反应器。为易降解废物转化合成MCCAs的生物精炼技术提供理论依据。

易降解废物可通过乳酸为中间发酵产物介导的碳链生物延长反应合成中长碳链羧酸(MCCAs)，最大化废物化学品转化全过程的碳流和电子流转化率。依据碳链生物延长反应涉及的两大类代谢途径逆β氧化途径和脂肪酸生物合成途径的代谢差异，本项目探究了乳酸作为碳源和/或电子供体调控碳链生物延长反应的原理，探索了易降解废物乳酸发酵与乳酸碳链生物延长反应分段联合或一步耦合的衔接界面条件，基于微生物单菌组装生物信息学方法和第三代测序组学技术分析了碳链延长反应的代谢路径，开展了温度等反应环境参数优化调控研究，驯化出能长期稳定利用乳酸进行碳链生物延长的微生物，构建了易降解废物转化MCCAs在线合成和产物分离反应器。为易降解废物转化合成MCCAs的生物精炼技术提供了理论依据和技术方法。