用于设计和优化木质纤维素生物质发酵的生物过程模型

Bioresources and Bioprocessing 2016, 3:1

http://bioresourcesbioprocessing.springeropen.com/articles/10.1186/s40643-015-0079-z

用于设计和优化木质纤维素生物质发酵的生物过程模型

Pornkamol Unrean

National Center for Genetic Engineering and Biotechnology (BIOTEC),

National Science and Technology Development Agency (NSTDA), Thailand

【摘要】木质纤维素可用于生产乙醇等生物燃料，亦可通过生物精炼生产各种增值产品，然而目前人们仍不能够充分对其利用。此前已报道过微生物或酵母发酵转化木素纤维素，但由于涉及生物过程设计、优化和扩大等多工艺参数，如何经济有效地发酵木素纤维素仍是一个挑战。生物过程建模策略已被证明在实现高生长、生产及产品效价上卓有成效。目前已研发出一些应用木质纤维素的生物过程模型，并成功验证其未来有可能替代快速设计、优化和扩大基于生物质生长的工艺。本文旨在总结生物过程建模的重要进展，木质纤维素生物工艺在生物精炼和生物经济上得到成功应用。本文涉及木质纤维素生物工艺相关的建模，包括基于动力学、化学计量学和综合方法的细胞模型，和可评估发酵表现的发酵动力学模型。此篇概述包括细胞模型和发酵动力学模型的构建，以及这些模型在系统化设计、高效和经济利用木质纤维素的生物过程中的应用。

Integrative simultaneous saccharification and fermentation (SSF) model. The SSF model is a combination of (1) enzyme hydrolysis model describing the kinetics of enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass and (2) integrative dynamic model describing cell growth and fermentation kinetics (adapted from Unrean et al., submitted)