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科學(xué)家應(yīng)用微生物合成化工原料

   2011-05-13 石油石油

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微生物雖小,卻極其神奇。在一種內(nèi)含石油副產(chǎn)物——正烷烴的培養(yǎng)液中加入相關(guān)微生物,就能高效神奇地合成一種重要的化學(xué)原料——長鏈二元酸,進(jìn)而可以制造出高級香料、高性能尼龍工程塑料、高級潤滑油、高級油漆等。

  經(jīng)過多年努力,我國微生物學(xué)家在長鏈二元酸生物發(fā)酵領(lǐng)域獲得一系列突破,并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,不僅占領(lǐng)了這一生物合成技術(shù)的制高點(diǎn),中國也因此成為全世界長鏈二元酸生物發(fā)酵的生產(chǎn)和出口大國。

  “1.2公斤至1.5公斤正烷烴可以變成1公斤二元酸,附加值大為提高。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院微生物研究所陳遠(yuǎn)童研究員說,“我們正在研制第三代技術(shù),水平將更高。”

  辦公桌上,玻璃器皿內(nèi)的白色粉末就是這種可以制成香料、尼龍、潤滑油的“神奇”化工原料。作為化工原料,長鏈二元酸在自然界中并不存在,長期以來只能通過化學(xué)方法合成,但化學(xué)方法需要高溫高壓,嚴(yán)重污染環(huán)境,成本高而產(chǎn)量低。從上世紀(jì)70年代起,日本、中國、美國、德國等國科學(xué)家嘗試用微生物發(fā)酵進(jìn)行生產(chǎn)。

  從20世紀(jì)70年代起,中國科學(xué)院微生物研究所方心芳等人嘗試通過微生物的胞內(nèi)酶將正烷烴催化合成為長鏈二元酸。“這一過程在細(xì)胞內(nèi)的微粒體中完成,常溫、常壓就可以,不造成環(huán)境污染。”

  找到合適的微生物菌種,是這一技術(shù)的關(guān)鍵所在。“最早的菌株應(yīng)該是在油田附近的土壤或者煉油廠水溝里找到的。”篩選、誘變、提高酶的活性……雖然不亞于“大海撈針”,但是幾代科學(xué)家在幾十萬株微生物菌株中一步步培育出“產(chǎn)”酸水平較高的幾株菌種。

  近20年來,陳遠(yuǎn)童發(fā)明了長鏈二元酸生物合成的新工藝新方法,一步步提高微生物發(fā)酵的“產(chǎn)”酸水平:每升培養(yǎng)液的“產(chǎn)”酸水平從數(shù)十克提高到200克以上,處于國際領(lǐng)先水平。

  科學(xué)家還成功將這一技術(shù)在山東、江蘇等地進(jìn)行轉(zhuǎn)化,先后有4家工廠建成投產(chǎn),年產(chǎn)能力超過1萬噸,已創(chuàng)利稅6億多元,成為我國獨(dú)有的綠色化工產(chǎn)業(yè)。

  值得一提的是,鑒于中國的產(chǎn)酸水平高、品種多、純度高、質(zhì)量好,以往通過化工合成長鏈二元酸的國際大公司已經(jīng)開始向我國購買產(chǎn)品。

  然而,令人憂慮的是,由于陳遠(yuǎn)童已經(jīng)年過60,按照有關(guān)規(guī)定已經(jīng)不能再帶研究生,這一技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)存在后繼乏人之憂。

 
 
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