综述：通过微生物发酵和生物转化实现短链二醇的绿色生产：当前进展、挑战及未来前景

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Green production of short-chain diols through microbial fermentation and bioconversion: Current advances, challenges, and future perspectives

　　

摘要

短链二醇（C2–C5）是用于聚合物、纺织品、药品、化妆品和特种化学品的重要平台化学品。其传统的石化生产方式依赖于化石资源，并且能耗巨大，这促使人们开发基于生物的替代品。然而，目前关于不同二醇、微生物宿主、代谢途径和生产技术的知识仍然零散，限制了对其相对性能和工业可行性的系统性评估。本综述通过对比分析微生物法生产乙二醇、丙二醇、丁二醇和戊二醇的过程，填补了这些知识空白。文章探讨了代谢途径设计、宿主工程改造、可再生原料利用以及发酵策略，重点研究了前体物质的可获得性、中间产物的毒性、氧化还原平衡以及辅因子需求如何影响产品的产量、浓度和生产效率。此外，综述还评估了下游回收方案及其对纯化成本的影响，并总结了相关的技术经济性和生命周期评估结果。特别强调了在比较具有不同工艺条件、经济假设和环境边界的研究时的挑战。最后，本文区分了较为成熟的生物基生产技术和新兴的生产方法，并指出了提高工艺整合度、经济竞争力和环境性能的优先事项。这种综合性的视角为评估研究进展以及指导开发具有商业可行性和环境可持续性的短链二醇生产系统提供了基础。

图形摘要