丙酮丁醇梭菌的改良及發(fā)酵工藝的研究.pdf

1、丙酮-丁醇發(fā)酵是一項(xiàng)傳統(tǒng)的大宗發(fā)酵，曾經(jīng)是僅次于酒精發(fā)酵的世界第二大發(fā)酵過程。但在上世紀(jì)五十年代以后，由于石化工業(yè)的迅速發(fā)展，丙酮-丁醇發(fā)酵逐漸衰退。近年來，由于石油等化石資源的日益匱乏，丙酮-丁醇發(fā)酵作為轉(zhuǎn)化生物質(zhì)為化學(xué)品和液體燃料的重要手段重新引起人們的廣泛關(guān)注。但丙酮-丁醇發(fā)酵目前還存在產(chǎn)物濃度低、生產(chǎn)效率低等問題，這些問題嚴(yán)重制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此開展高產(chǎn)菌株的選育、發(fā)酵工藝優(yōu)化的研究十分必要。 本論文以實(shí)驗(yàn)室保藏的丙

2、酮丁醇梭菌作為出發(fā)菌株，經(jīng)過紫外線和亞硝基胍復(fù)合誘變，選育出一株高產(chǎn)菌株E-11，在未優(yōu)化的條件下，其總?cè)軇┊a(chǎn)量為17.20g/L，比原始出發(fā)菌株的產(chǎn)量提高了16％，經(jīng)過多次傳代接種，表現(xiàn)出較好的遺傳穩(wěn)定性。 以總?cè)軇┊a(chǎn)量作為主要參考指標(biāo)，確定了最佳發(fā)酵工藝條件：玉米漿濃度3％，玉米醪濃度7％，L-半胱氨酸濃度0.1％、初始pH5.2、接種量8％、培養(yǎng)溫度37℃。在優(yōu)化的條件下，總?cè)軇┊a(chǎn)量為18.79g/L。 考察了部分

3、代謝副產(chǎn)物(乙酸和丁酸)對(duì)菌體生長(zhǎng)和溶劑合成的影響，以期提高丙酮丁醇發(fā)酵的生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)酵液中乙酸或丁酸的過量積累不但抑制菌體生長(zhǎng)，加速菌體退化，同時(shí)抑制目的產(chǎn)物的合成，但向培養(yǎng)基中添加適量的乙酸或丁酸可以促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和溶劑的合成。與對(duì)照組相比，培養(yǎng)14h后添加1.5g/L乙酸的效果最為明顯，最大生物量、最終生物量分別提高了9.59％和12.76％；發(fā)酵結(jié)束時(shí)乙酸的質(zhì)量濃度比對(duì)照組降低了19.02％，丙酮的最終質(zhì)量濃度提高了