丙酮丁醇梭菌发酵玉米秸秆生产丁醇

以丙酮丁醇梭菌为发酵用菌株发酵水蒸气爆破玉米秸秆酶解上清液生产丁醇,研究了酶解上清液浓度、初始pH值以及菌液接种量对丁醇产量的影响,并通过正交试验来确定营养元素的最佳添加量.结果表明:在丙酮丁醇梭菌发酵水蒸气爆破玉米秸秆酶解上清液生产丁醇的最佳条件下(上清液糖浓度57.5g/L、初始pH值6.3,菌液接种量6%,发酵温度37℃,营养元素酵母膏、乙酸铵、磷酸二氢钾、烟酰胺添加量分别为0.8、6.0、0.5、0.25 g/L),丁醇产量达9.726 g/L;水蒸气爆破玉米秸秆酶解液中有抑制产生溶剂的物质,少量烟酰胺能有效促进丁醇生产.     

玉米芯稀酸水解液灭菌方式对Clostridium acetobutylicum XY16发酵性能的影响

玉米芯稀酸水解液(CDAH)中抑制物含量影响其制备生物丁醇的发酵性能。对玉米芯稀酸水解液的灭菌处理方式(如pH,灭菌温度等)与抑制物含量变化的关系进行研究。结果表明:pH、灭菌温度、水解糖液总糖浓度对蒸汽灭菌过程中抑制物的产生有显著影响,在优化的灭菌条件(总糖质量浓度70 g/L,pH 4.0,灭菌温度115℃,灭菌时间15 min)下,灭菌后的水解糖液中,糠醛11.2 mg/L,羟甲基糠醛(HMF)43.4 mg/L,单酚74.3 mg/L,多酚46.7 mg/L。产丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum XY16能利用水解糖液,总糖质量浓度为40 g/L时,丙酮、丁醇和乙醇(ABE)质量浓度达到11.78 g/L,其中丁醇为7.36 g/L,和传统灭菌处理(121℃,15 min)及过滤除菌处理的水解糖液相比,丁醇、丙酮和乙醇(ABE)质量浓度分别提高了129%和228%,丁醇质量浓度分别提高了116%和259%。     

以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇的研究

【目的】研究以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇(ABE)的可行性。【方法】以本研究分离鉴定的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)J-3-3为生产菌株,通过发酵培养基和发酵条件的优化,确定最佳的发酵工艺条件。发酵产物采用气相色谱的内标法测定。【结果】最佳发酵培养基组成:甘薯液化液初糖浓度为100g/L,豆粕8g/L,KH_2PO_4 0.8g/L,FeSO_4·7H_2O 0.06g/L。最佳发酵条件:温度37℃,初始pH自然(pH值为5.8),种龄22h,接种量10%。在此发酵工艺条件下发酵60h,溶剂产量达到最大,丙酮、乙醇和丁醇的产量分别为6.98g/L、1.16g/L和15.34g/L,总溶剂23.48g/L。【结论】研究结果表明,以甘薯为原料发酵生产丙酮-丁醇-乙醇是可行的,这为拓宽发酵法生产丙酮-丁醇-乙醇的原料来源以及甘薯的深加工提供了新的思路。     

丙酮丁醇酸菌固定化技术用于丙酮丁醇发酵的研究

以聚乙烯醇（PVA0为基体的载体埋内酮丁醇梭菌（Clostridium-acetobutylicum）制备固定化细胞,同时用玉米芯为载体吸附丙酮丁醇梭菌制备固定化细胞,并分别进行了静止分批、循环换玉米培养基发酵生产丙酮丁醇的试验。     

产丁醇重组大肠杆菌的构建及初步发酵

将丙酮丁醇梭菌ATCC 824丁醇合成途径中分别编码硫解酶(THL)、3-羟基丁酰-CoA脱氢酶(HBD)、巴豆酸酶(CRT)、丁酰-CoA脱氢酶(BCD)和醛/醇脱氢酶(BDH)的关键基因thil、hbd、crt、bcd-etfB-etfA、adhE在大肠杆菌中进行重组表达,构建出3株产丁醇的重组大肠杆菌JM109-99d、DL1346 99d和AFP111-99d。选取摇瓶发酵产丁醇最高(0.52 g/L)的重组大肠杆菌DL1346-99d进行上罐发酵,丁醇产量可达1.07g/L。     

高耐受性拜氏梭菌的离子束诱变选育

【目的】为了优化生物丁醇生产工艺,研究拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)对有毒物质的耐受性。【方法】利用常温等离子诱变技术选育获得1株突变株C.beijerinckii GZ-9,并通过摇瓶发酵对比原始菌株C.beijerinckii NCIMB 8052和突变株GZ-9对有毒物质的耐受性。【结果】NCIMB 8052在酚浓度为1.5g/L的发酵液中已不能生长,而GZ-9在酚浓度2.4g/L的发酵培养基中生长良好;当可溶性总酚浓度为1.5g/L时,实验总溶剂产量和丁醇产量分别达9.2g/L和6.5g/L。【结论】突变株GZ-9对未脱毒甘蔗渣酸解糖液中毒素物质的耐受性远高于原始菌株NCIMB 8052。     

非离子表面活性剂对丙酮丁醇梭菌发酵的影响

环境保护意识的增强和化石燃料的日益枯竭,促进了生物质能源的开发。为了解决生物丁醇燃料工业化发酵底物成本高而丁醇产量较低的问题,今探讨影响丙酮丁醇梭菌发酵产丙酮-丁醇-乙醇(ABE)溶剂的促进剂。以生物质木质纤维素的水解产物作为丙酮丁醇梭菌的发酵底物,利用非离子型表面活性剂Tween-80和聚乙二醇(PEG)6000作为丙酮丁醇梭菌的发酵促进剂。结果表明,添加Tween-80和PEG6000,降低了丙酮丁醇梭菌的比生长速率和菌体最大质量浓度,提高了发酵产物ABE的产量,从而为发酵法提高生物丁醇产量提供基础参数,也为利用木质纤维素的水解液发酵生产生物丁醇提供了基本依据。     

产丁醇大肠杆菌工程菌的构建

【目的】为了在大肠杆菌(Escherichia coli)中导入改良的丁醇合成途径,使非生产菌株大肠杆菌具备产丁醇的能力。【方法】克隆大肠杆菌乙酰转移酶基因atoB和丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)丁醇合成途径关键酶基因(crt、hbd、adhE),构建多顺反子表达质粒pSE380-atoB-adhE-crt-hbd;克隆齿垢密螺旋体(Treponema denticola)反式烯酰辅酶A还原酶基因ter,构建表达质粒pSTV29-ter,并将双质粒导入到大肠杆菌。【结果】构建的工程菌能半厌氧发酵产微量丁醇,产量为0.08g/L。【结论】大肠杆菌中的丁醇合成途径导入成功,构建了产丁醇的大肠杆菌工程菌。     

戊糖己糖混合糖发酵生产乙醇的主要影响因素

以树干毕赤酵母为发酵菌株,高混合糖(木糖、葡萄糖)为发酵底物,确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件.研究结果表明,在高糖浓度乙醇发酵中,树干毕赤酵母较为适宜的发酵温度为30℃,发酵24 h,残糖浓度和乙醇浓度分别为0.1 g/L和32.5 g/L.添加硫酸铵1.1 g/L+微量元素发酵效果较好,乙醇浓度为33.2g/L.由典型发酵过程中各物质浓度变化曲线可知,酵母优先利用葡萄糖,发酵12 h葡萄糖和木糖的还原糖利用率分别为89.3%、10.7%.待12 h葡萄糖几乎被消耗完后,对木糖的利用开始占主导地位,乙醇浓度随着糖的不断消耗而逐渐提高.发酵28h时乙醇浓度最高,达到33.2 g/L.     

树干毕赤酵母连续发酵戊糖己糖生成酒精

以30g/L葡萄糖和15g/L木糖混合物为发酵底物,在工作体积约为1.5L的全混釜生物反应器中,对一株树干毕赤酵母驯化菌株P2进行了一级和二级连续发酵研究。结果表明,在一级连续发酵木糖、葡萄糖混合物中,当稀释率为0.06h-1时,酒精产率达到最大0.790g/(L·h),发酵溢出液中酒精浓度为13.16g/L,还原糖利用率仅为77.51%。在二级连续发酵木糖、葡萄糖混合物时,当底物流加速度约为60mL/h时,发酵液酒精浓度为13.23～14.85g/L,还原糖利用为83.23%～84.37%。