مواد شیمیایی 
معرفی
اسید سوکسینیک، یک اسید دی کربوکسیلیک چهار کربنه، یک ترکیب مهم پلت فرم C4 است. این یک واسطه کلیدی در سنتز بسیاری از مواد شیمیایی ضروری تجاری، مانند اسید آدیپیک، 1،4-بوتاندیول، تتراهیدروفوران، N-متیل پیرولیدون، 2-پیرولیدون و γ-بوتیرولاکتون است. وزارت انرژی ایالات متحده در سال 2004 اولین اسید سوکسینیک را در میان "12 ترکیب پلت فرم مبتنی بر زیستی" قرار داد. اسید سوکسینیک دارای طیف وسیعی از کاربردها و ارزش افزوده بالایی است. می توان از آن به عنوان ماده اولیه برای تولید مایحتاج روزانه و مواد شیمیایی ویژه استفاده کرد. به عنوان نمونه ای از کانون تحقیقاتی کنونی، پلی (بوتیلن سوکسینات) (PBS) با پلیمریزاسیون سوکسینیک اسید و 1،4-بوتاندیول تشکیل می شود. این پلیمر دارای خواص مکانیکی، فرآیند پذیری، دوام، زیست تخریب پذیری و سازگاری با محیط زیست است. از این رو، تحقیق در مورد سنتز سوکسینیک اسید بسیار داغ است.
در حال حاضر از مواد اولیه نفت خام تولید می شود، اما می تواند با تبدیل میکروبی زیست توده لیگنوسلولزی تولید شود. امیدوارکننده ترین روش گزارش شده، تولید اسید سوکسینیک از اشریشیا کلی AFP184 است، زیرا می تواند از هر دو زایلوز و گلوکز استفاده کند. تکنیک‌های جداسازی متعددی ممکن است برای خالص‌سازی اسید سوکسینیک به کار رود، که بیشتر آنها به سه فرآیند جداسازی مربوط می‌شوند: الکترودیالیز، استخراج واکنشی و فیلتراسیون.
A. succinogenes
به عنوان یک روش با ثبات قیمت و از نظر اقتصادی پایدار برای تولید اسید سوکسینیک، تخمیر زیستی بدون شک بهترین انتخاب است. بسیاری از میکروارگانیسم ها، از جمله A. succinogenes، Anaerobiospirillum succiniciproducens، Man nheimia succiniciproducens، و Basfia succiniciproducens، به طور طبیعی قادر به تولید اسید سوکسینیک هستند. مهندسی ژنتیک از برخی سویه های دیگر نیز برای تولید اسید سوکسینیک استفاده کرده است. A. succinogenes 130Z (ATCC No.55618)، اولین بار توسط Guetteler و همکاران جدا شد. (1996) و بومی شکمبه گاوی، از نظر طبقه بندی با توجه به توالی 16 S rRNA آن به Pasteurellaceae تعلق دارد. این ارگانیسم یکی از کارآمدترین تولیدکنندگان طبیعی اسید سوکسینیک است.
A. succinogenes می تواند اسید سوکسینیک را با غلظت بالا و عملکرد بالا از گلوکز خالص و بسترهای غنی از گلوکز و منابع مختلف کربن تولید کند. پتانسیل استفاده از مواد اولیه پیچیده از جمله مونوساکاریدها (گلوکز، فروکتوز، زایلوز، آرابینوز، گالاکتوز، مانوز)، دی ساکاریدها (لاکتوز، ساکارز، سلوبیوز، مالتوز)، مانیتول و سوربیتول را دارد. موارد فوق نشان دهنده توانایی آن در مقاومت در برابر محیط های شدید، ارائه وعده A. succinogenes به عنوان یک نامزد پلت فرم بیولوژیکی است. این تولید اسید بیوسوکینیک با استفاده از A. succinogenes دارای مزایای غلظت بالای محصول، منابع مواد خام فراوان، جداسازی آسان و کیفیت بالای محصول است. این می تواند از گلوکز، محلول ساکاره سازی نشاسته، محلول قند هیدرولیز شده سلولز/همی سلولز به عنوان منابع کربن استفاده کند و گاز CO2 را در تخمیر ثابت کند. غلظت بالایی از اسید سوکسینیک هنوز می تواند تحت غلظت گلوکز بالاتر (100 گرم در لیتر) به دست آید. تحقیق و توسعه فعلی بر توسعه سویه‌ها و فرآیندهایی متمرکز است که از نظر بهره‌وری، عملکرد و تولید اسید سوکسینیک از نظر صنعتی رقابتی هستند.
محصولات انرژی زا
در میان محصولات چوبی، غلات یا گیاهان علفی چند ساله، محصولاتی که به طور خاص برای تامین نیازهای انرژی جهانی رشد می کنند، محصولات انرژی زا نامیده می شوند. چندین نشریه تولید کم هزینه بیوسوکینیک اسید توسط A. succinogenes از محصولات انرژی زا در شرایط بی هوازی را گزارش کرده اند. با استفاده از هیدرولیز اسید رقیق غده کنگر فرنگی غیر غذایی Jerusalem، اسید سوکسینیک توسط تخمیر دسته ای با A. succinogenes 130Z تولید شد. تخمیر همزمان فروکتوز و گلوکز در هیدرولیز غده به اسید سوکسینیک بدون افزودن منبع نیتروژن یا سایر مواد مغذی مشاهده شد. علاوه بر این، از آنجایی که کنگر فرنگی اورشلیم حاوی زایلوز نیست، فورفورال تشکیل نخواهد شد و مراحل بعدی را تسهیل می‌کند.
الکترودیونیزاسیون
تبدیل بیوتکنولوژیک مستلزم جداسازی و خالص سازی محصول اصلی است. در مورد اسیدهای کربوکسیلیک، مشکل اضافی محیط قلیایی زیر کشت میکروارگانیسم ها و در نتیجه نیاز به تبدیل کربوکسیلات تشکیل شده به شکل اسید آزاد محصول است[2]. روش هایی مانند استخراج یا استری کردن کربوکسیلات را جدا نمی کند. اسیدی شدن آبگوشت های تخمیر با اسیدهای معدنی بخش زیادی از زباله تولید می کند. این نه تنها با اصول فناوری پایدار سازگار نیست، بلکه هزینه فرآیند را نیز افزایش می دهد. تبدیل سوکسینات از طریق تبادل یونی یا الکترودیالیز امکان پذیر است. با این حال، این روش ها دارای محدودیت ها و معایبی هستند که کارایی فرآیند را کاهش می دهند. یک راه حل بالقوه برای این محدودیت ها استفاده از الکترودیونیزاسیون (EDI) به عنوان مرحله پایین دستی در تولید زیستی فناوری اسیدهای کربوکسیلیک است. محلول های آبی سوکسینات دی سدیم (pH 6.8) به ماژول الکترودیونیزاسیون تبدیل شد. در محصول نهایی سوکسینیک اسید، سدیم باقیمانده در سطح 4 درصد (بازده تبدیل 96 درصد) تعیین شد. تقویت پتانسیل فرآیندهای بیوتکنولوژیکی و رقابت پذیری آنها در رابطه با تبدیل سوخت فسیلی از طریق امکان استفاده از الکترودیونیزاسیون در فرآوری پایین دست.
