眾所周知，木糖醇是一種功能性甜味劑，但長期以來采用傳統(tǒng)的化學(xué)催化加氫法生產(chǎn)，不僅工藝復(fù)雜、安全性差，并且還必須以純木糖為原料，成本較高。針對化學(xué)法生產(chǎn)木糖醇存在的問題，中科院微生物所江寧研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組一直致力于利用生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)木糖醇的研究，并通過與山東威龍工業(yè)集團有限責(zé)任公司合作進行工業(yè)性試驗，生產(chǎn)出了純度99%以上的木糖醇。12月4日，中科院生命科學(xué)與生物技術(shù)局組織專家對該成果進行了鑒定。

　　生物法生產(chǎn)木糖醇的原理是利用細胞內(nèi)的木糖還原酶，將木糖還原為木糖醇。該工藝流程在常溫常壓下進行，具有能耗低、設(shè)備簡單、操作安全等特點。江寧課題組通過選育，得到了一株生產(chǎn)木糖醇的優(yōu)良菌種麥芽糖假絲酵母Xu316，該菌種的穩(wěn)定性好，可適應(yīng)較粗放的原料，其木糖醇轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率都很高。并且，生物轉(zhuǎn)化法可使細胞連續(xù)反復(fù)使用多次并無需無菌操作，從而不但降低了發(fā)酵成本，也降低了設(shè)備投資和操作費用，并簡化了后處理過程。用該菌種和工藝生產(chǎn)木糖醇，單位細胞的木糖醇產(chǎn)率和發(fā)酵罐的生產(chǎn)強度均遠遠超過目前國際上的最高水平。該工藝路線的先進性體現(xiàn)在以下六個方面：一是原料利用率高?；瘜W(xué)法以純木糖為原料，玉米芯水解液中有30%以上的木糖在母液中無法利用。生物轉(zhuǎn)化法直接以價格低廉的可再生原料作物秸稈——玉米芯的水解液為原料，并利用了廢木糖母液，使原料利用率有較大提高。二是環(huán)境污染低。由于原料預(yù)處理過程不可避免地會產(chǎn)生一定環(huán)境污染，因此提高了原料利用率的同時也減輕了環(huán)境污染。此外，生物轉(zhuǎn)化過程也比化學(xué)催化過程對環(huán)境友好。三是能耗低?；瘜W(xué)法將玉米芯水解液濃縮、結(jié)晶得到木糖后重新溶解稀釋，加氫后再濃縮、結(jié)晶，能耗高。生物轉(zhuǎn)化法一次濃縮結(jié)晶得到木糖醇，降低了能耗。四是生產(chǎn)設(shè)備簡單?；瘜W(xué)法需制氫，加氫在高溫高壓下進行，設(shè)備要求高。生物轉(zhuǎn)化法只用極少發(fā)酵罐，主要設(shè)備是簡單的反應(yīng)槽。五是操作簡單、安全。轉(zhuǎn)化過程在常溫、常壓下進行，并且無需無菌操作。六是產(chǎn)品質(zhì)量好。生物法避免了與金屬粉末催化劑的接觸，其產(chǎn)品更適于作食品。

　　微生物所與威龍集團在年產(chǎn)千噸級生產(chǎn)線以玉米芯水解液以及木糖母液為原料生產(chǎn)木糖醇，得到了純度99%以上的結(jié)晶木糖醇，產(chǎn)品質(zhì)量不僅明顯優(yōu)于化學(xué)法以同樣原料生產(chǎn)的產(chǎn)品，甚至還優(yōu)于化學(xué)法以純木糖為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品。新菌種的獲得和新工藝的建立使生物法木糖醇對于化學(xué)法具有明顯競爭優(yōu)勢，可望取代化學(xué)法成為今后木糖醇生產(chǎn)的主要方法。生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)木糖醇新工藝是中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程的成果之一，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

　　以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的范云六院士為組長的專家鑒定組通過現(xiàn)場考察、審閱材料、聽取和質(zhì)詢報告以及認真討論，一致認為，木糖醇是功能性食品添加劑，并有多種其它用途。該項成果用生物技術(shù)以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)木糖醇，對資源的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟有積極的意義，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。該項成果首次在年產(chǎn)千噸級中試生產(chǎn)規(guī)模，用麥芽糖假絲酵母Xu316直接轉(zhuǎn)化玉米芯水解液和木糖廢母液生產(chǎn)出了純度99%以上的木糖醇，轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量和產(chǎn)率等主要生產(chǎn)指標(biāo)達到較高的水平，菌體多次重復(fù)使用，工藝參數(shù)穩(wěn)定。該菌種具有自主知識產(chǎn)權(quán)，轉(zhuǎn)化性能居國際領(lǐng)先水平。該項目鑒定資料齊全，數(shù)據(jù)完整可信，現(xiàn)場設(shè)備運行正常。專家最后建議，課題組今后應(yīng)進一步完善該技術(shù)，結(jié)合生物質(zhì)的高值化綜合利用，盡快進行工業(yè)化生產(chǎn)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟和社會效益。