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齐向辉教授团队在国际Top期刊Chemical Engineering Journal 发表研究论文

编辑:郎涛 时间:2023年04月17日 访问次数:

近日,我院齐向辉教授团队在国际Top期刊《Chemical Engineering Journal》在线发表题为“Impact of particle size of cell carrier on caproate fermentation in a cell immobilized system: focusing on the improvement of caproate production in batch and continuous operation modes”的研究论文,江苏大学食品与生物工程学院是该成果的唯一署名单位,我院研究生孙雨暄、刘岩和本科生符佳琦为该论文的共同第一作者,齐向辉教授和张存胜副教授为通讯作者。论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723015231。

Fig.1. (a) Model of caproate fermentation system with biofilm formation (particle size 5-10 mm; CIP: cell immobilized part; CSP: cell suspended part) and (b) bubble formation on the surface and in the micropores of cell carrier (I: hydrogen production; II: formation of little bubbles; III: bubble growth; IV: escape of big bubble).

正己酸是制备食品添加剂、香精等化学品的重要前体,在食品、制药等领域应用广泛。传统的己酸合成多采用化学法,但该法工艺复杂、污染严重,相悖于我国绿色经济发展理念。近年来,生物法合成己酸技术因其环境友好的优势备受国内外瞩目。然而,高浓度己酸对己酸菌有较强的抑制作用,限制了己酸产量提高。

团队前期研究发现,采用生物被膜技术能够增强发酵体系内细胞对抑制物的耐受性,是提高己酸产量的有效途径之一,在诸多细胞载体材料中,小麦秸秆是生物被膜形成的良好载体材料,但秸秆粒径大小对己酸发酵有怎样的影响及相应的作用机制尚不清楚,且鲜有报道对生物被膜体系的传质进行研究。本文针对小麦秸秆粒径对己酸发酵的影响展开了系统研究,分别开展了间歇和连续发酵实验,最后采用餐厨垃圾为原料,实现了餐厨垃圾向己酸连续高效转化。论文在分析物质转化的基础上,研究了不同粒径下生物被膜的形成情况,对最佳粒径下高密度生物被膜形成原因进行了深入分析。同时,从实验数据、理论计算、模型构建等多角度研究了发酵体系内物质传递、生物被膜形成与载体行为之间的相互关系,揭示了最佳粒径下己酸的高产机理。上述研究得到国家重点研发计划项目(2022YFC2105501)的资助。

            

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