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Illustration of bioconversion of feedstock to desired product through (A) a synthetic metabolic pathway by (B) whole cell metabolic engineering or (C) in vitro biosynthesis

離體生物合成 (in vitro Biosynthesis)

離體生物合成，又稱離體代謝工程，主要是以開發一離體生物合成之代謝路徑需進行多個酶之表現、生產與純化等生化工程分離程序。雖然相對於體內代謝工程而言，離體生物合成仍處於初期發展的研究階段，其優點在於其產物合成不需受到細胞代謝的限制，因此具有較大的彈性，且同時具反應條件容易操作與高轉化率、高產率等優點，被認為是未來在工業生物製造上極具潛力的技術，
相關研究計畫：
  • Developing in vitro phage assisted biosynthesis (iPAB) for sustainable chemical production (MOST 105-2621-M-224-002).
  • In vitro Biosynthesis of 3-hydroxypropionic acid from biomass. Funded by Ministry of Science and Technology (MOST 104-2221-E-224 -056 -MY3)

天然多醣的應用 (Applications of Natural Polysaccharides)

近年來由於科技進步、人民保健觀念提升，加上全球高齡人口逐漸增加，使保健食品已由早期為少數人使用的奢侈品，轉變成一般消費大眾皆可負擔且需要的日常消費品。在眾多品項的保健食品市場上，尤以疾病預防、減重、營養補充等三大類為消費大宗(。其中“膳食纖維”為包括許多植物材料-多醣，寡糖，木質素與植物細胞壁相關等成分，對人體具有有益的生理作用，包括減壓、穩定血糖及膽固醇等。
相關研究計畫：
  1. Utilization of Ficus awkeotsang Makino pectin as feedstock for productions of functional food and enteric coated capsules. (MOST 106-2622-E-224 -007 -CC3)
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商業化用於食品的果膠被定義為含有至少65％半乳醣醛酸單元的聚合物。酸基團可以是游離的或甲基酯化的，鈉，鉀，鈣或銨鹽。在一些商業果膠中，也可存在酰胺基團。如圖所示(Albuquerque, Coelho et al. 2016)
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The concept of biorefinery.

生質精煉 (Biorefinery)

生物精煉(biorefinery)與永續化學工業（sustainable chemical industry）是未來的發展趨勢，其主要概念是以可再生性的生質原料替代原油來生產大宗與特用化學品，所以可再生性生質原料來源的開發與轉化技術是生物精煉與永續化學工業發展的基礎。可再生性木質纖維素原料來源廣泛可包括農產廢棄物與能源作物等，不同來源的木質纖維素原料，其細胞壁的木質素與多醣含量與單體間相互鍵結多不一致，必須使用不同的預處理及保存條件來增進其可被酶水解的效率。而基質中的多醣成份也需由不同水解酶的組成與反應條件降解為數種還原醣，例如葡萄糖、木糖以及糖醛酸等可供微生物代謝利用並生產微生物油。
相關研究計畫：
  1. Microbial oil production from floating plant biomasses by fermentation for biodiesel preparations (MOST 103-2221-E-224-085)
  2. Developing and evaluating aquatic biomass conversion systems for biofuel production (MOST 101-2218-E-224-003-MY2)
  3. Liquid fuels from microalgal cell walls and cytoplasmic polysaccharides.
  4. Characterizing Microalgae Cell Walls and Starch Reserves for Biofuel Production.