聚氨酯泡沫固定化红曲霉利用甘蔗渣半纤维素水解液生产生物色素的研究

来自巴西的研究人员针对农业工业副产物半纤维素利用率低的问题，创新性地采用聚氨酯泡沫固定化红曲霉（Monascus ruber）技术，利用富含木糖的甘蔗渣半纤维素水解液生产高附加值生物色素。研究通过实验设计优化木糖/葡萄糖比例，确定8天原位固定化培养周期，最终在解毒水解液中获得黄（13.1 AU）、橙（11.87 AU）、红（11.32 AU）三色生物色素。该研究为农业废弃物资源化利用和连续化生物工艺开发提供了新思路。

　　

农业工业副产物的全组分利用对实现生物精炼可持续性至关重要。在众多生物质组分中，半纤维素（hemicellulose）的开发利用仍显不足，这种富含木糖（xylose）的原料其实能转化为真菌生物色素（biopigments）等高值产品。研究人员另辟蹊径，采用聚氨酯泡沫（polyurethane foam）固定化红曲霉（Monascus ruber）细胞，巧妙利用甘蔗渣半纤维素水解液作为发酵底物。

实验设计显示，优化后的木糖/葡萄糖比例与天然甘蔗渣水解液高度吻合。通过动力学分析发现，真菌在聚氨酯泡沫中经历8天的同步生长-吸附（in situ immobilization）后，即可作为优质接种体投入水解液培养基。在解毒处理后的培养基中，固定化细胞系统大显身手：黄色色素产量达13.1吸光度单位（AU），橙色和红色色素分别达到11.87 AU和11.32 AU。

这项研究不仅为农业废弃物（agro-industrial by-products）高值化利用开辟新途径，更展示了丝状真菌固定化技术在连续化生产（continuous systems）和细胞循环利用（cell reuse）方面的巨大潜力，为生物色素工业化生产提供了创新性解决方案。