传统的生物质原料如秸秆、木材等，不容易被底盘微生物直接发酵转化成如PHA等生物大分子。而且传统生物质原料的成分很复杂，有些也会成为底盘细胞发酵的“壁垒”物质。有研究表明，可以先通过产气菌株来利用这些复杂的生物质原料进行合成气的气化过程（合成气的基本组成部分是CO和H2），然后再通过其他微生物可以利用合成气合成多碳化合物的功能来定向合成胞内的生物质大分子如PHA等。

合成气发酵的微生物种类及其产物（图表截自Dhakal, N.; Acharya, B. Syngas Fermentation for the Production of Bio-Based Polymers: A Review. Polymers 2021, 13, 3917.）

PHA被认为是“绿色塑料”，主要在微生物菌体内通过生物合成途径产生。微生物的合成气发酵虽然解决了传统木质纤维素直接发酵的局限性，但目前也遇到了挑战，那就是合成气的净化。除CO、CO2和H2这几种合成气的主要组分外，其他的气体成分常被认为是杂质，而这些杂质可能导致细胞毒性、酶活抑制、培养酸碱度失衡和细胞渗透压的改变等不利影响，进而降低底盘菌株的发酵效率。

微生物细胞的PHA合成路径（图片来源：Dhakal, N.; Acharya, B. Syngas Fermentation for the Production of Bio-Based Polymers: A Review. Polymers 2021, 13, 3917.）

为保证底盘细菌对合成气的高效利用，发酵前对合成气进行净化以降低其发酵细胞毒性或抑酶作用，并使合成气在培养基介质中高效扩散以保证与菌体的充分接触。培养基、气体流速、气体浓度、培养酸碱度、温度等参数在整个微生物发酵过程中都是很关键的控制变量。

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