农作物秸秆发酵制备丁二酸的代谢工艺优化

【摘要】：该文对产丁二酸放线杆菌的发酵工艺优化,为工业规模的农作物秸秆生物转化制备丁二酸提供重要指导。采用碱解与酶解方法处理原料秸秆,并利用高效液相检测水解液,结合代谢途径的分析对发酵工艺进行了正交试验与响应曲面优化。秸秆水解液的检测表明200g的秸秆干粉水解得约52g的葡萄糖和约24g的木糖。对菌株的代谢途径分析表明细胞具有五、六碳糖代谢酶系,以及在大量合成丁二酸的同时也产生少量乙酸、α-酮戊二酸等副产物。在单因素培养基础上,正交试验结果表明当主要的离子及生物素采用如下浓度(mmol/L)时:镁离子6.0、锰离子0.9、亚铁离子0.6、锌离子1.5、VB20.005、VB50.012、VB140.003及VB120.01,产丁二酸达58g/L。进一步的响应曲面分析表明,CO2与H2的比例、氟乙酸微量浓度、发酵pH三因素不但对产丁二酸有影响,且相互之间存在联系,当CO2与H2的比例为30.43、pH维持5.51、氟乙酸浓度为0.103mmol/L时,丁二酸产量最高达73g/L。代谢工艺的优化将丁二酸的产量提高了约25g/L,使得菌株具有进一步的工业应用潜力。 【作者单位】： 合肥工业大学生物与食品工程学院;
【关键词】： 农作物秸秆 代谢 工艺 优化 产丁二酸放线杆菌
【基金】：国家十一五科技支撑计划项目(2007BAD34B01) 安徽省自然基金项目(070411024) 合肥工业大学科学研究发展基金项目(073002F)
【分类号】：TQ921.4
【正文快照】： 0引?言近现代的能源产业与化工产业均建立在不可再生石化资源消耗的基础上,产业前景受到极大的限制,因而近年来人们开发生物质的热潮高涨,一批生物质能转化利用技术正处于试点示范阶段,或正进入商业化早期发展阶段,如生物质发电技术、生物质固体成型燃料技术、秸秆生物气化技

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