產酸克雷伯氏菌利用玉米芯發(fā)酵生產2,3-丁二醇.pdf

1、2，3-丁二醇(2，3-butanediol，2，3-BDO)具有廣泛的工業(yè)應用，例如可以用來制備油墨、香料、熏蒸劑、增濕劑、潤滑劑、軟化劑、增塑劑、炸藥和藥物載體等。近年來，面臨石油資源的短缺和急劇上升的油價，利用生物質生產2，3-丁二醇成為世界范圍的研究熱點。玉米芯作為一種豐富的木質纖維素資源，可以用于微生物發(fā)酵生產2，3-丁二醇。稀酸法是一種常用的預處理方法，可以有效地將半纖維素水解為木糖，通過纖維素酶可將纖維素降解為葡萄糖，產酸

2、克雷伯氏菌可利用葡萄糖和木糖發(fā)酵生產2，3-丁二醇。
　　 本文在較高底物濃度下研究玉米芯的預處理和酶解，結果表明:固液比為1∶3時預處理效果較好，1 g玉米芯預處理后可得到0.25 g木糖，半纖維素降解率為67.64％。預處理后選擇固液比為1∶4酶解比較合適，葡萄糖和木糖濃度分別可達60.46 g/L和64.28 g/L。纖維素酶解率和半纖維素酶解率分別為74.93％和69.57％。
　　 考察了產酸克雷伯氏菌發(fā)酵生產

3、2，3-丁二醇過程中對3種發(fā)酵抑制物乙酸、糠醛和5-羥甲基糠醛的耐受以及抑制物濃度的變化，檢測了糠醛和HMF的代謝產物。結果表明:產酸克雷伯氏菌對乙酸、糠醛和HMF的耐受濃度分別為30g/L、4g/L和5g/L。并且部分乙酸可作為生產2，3-丁二醇的底物，在0～30 g/L濃度范圍內可提高2，3-丁二醇的產量。發(fā)酵過程中產酸克雷伯氏菌可將HMF和糠醛全部轉化，其中約70％HMF被轉化為2，5-呋喃二甲醇，30％HMF和全部糠醛被菌體代謝

4、。研究表明在木質纖維素水解液生產2，3-丁二醇的脫毒過程中可優(yōu)先考慮脫除糠醛，一定濃度的乙酸可以不用脫除。用統(tǒng)計分析方法研究了乙酸、糠醛和5-羥甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural HMF）對產酸克雷伯氏菌發(fā)酵生產2，3-丁二醇的影響，用中心組合設計方法考察了這幾種化合物對2，3-丁二醇得率和生物量生長的影響，得到兩個模型描述乙酸、糠醛和5-羥甲基糠醛對生物量得率和2，3-丁二醇得率的影響。用實際水解液發(fā)酵驗證此模型