丙酮丁醇梭菌生產(chǎn)丁醇及代謝調(diào)控的初步研究.pdf

1、產(chǎn)物丁醇對(duì)細(xì)胞的毒性限制了丙酮丁醇發(fā)酵總?cè)軇┙K濃度，導(dǎo)致后續(xù)成本較高，難以和化學(xué)合成法相競(jìng)爭。因此菌種改良的目標(biāo)就是選育丁醇產(chǎn)量高、丁醇耐受性強(qiáng)的菌株，以期大大降低生產(chǎn)成本。
　　 本論文以實(shí)驗(yàn)室保藏的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)E3-1作為出發(fā)菌株，紫外線誘變后，經(jīng)2-DOG淀粉平板篩選，得到一株丁醇產(chǎn)量提高的菌株UV-1，丁醇產(chǎn)量為9.88g/L，比出發(fā)菌株提高了10.02%。然后以U

2、V-1為出發(fā)菌株，進(jìn)行亞硝酸誘變，得到一株丁醇產(chǎn)量提高的菌株NA-34，丁醇產(chǎn)量為11.58g/L，比出發(fā)菌株E3-1的丁醇產(chǎn)量提高了22.45%。對(duì)所得菌株NA-34進(jìn)行丁醇濃度梯度富集篩選，得到一株丁醇耐受性提高的菌株BR8-1，丁醇產(chǎn)量達(dá)12.81g/L，經(jīng)過多次傳代，表現(xiàn)出較好的遺傳穩(wěn)定性。
　　 由于篩選平板根據(jù)α-淀粉酶活所設(shè)計(jì)，因此比較了出發(fā)菌株C.acetobutylicumE3-1和誘變菌株C.acetobut

3、ylicum BR8-1的α-淀粉酶活。BR8-1的α-淀粉酶活有很大提高，從59.84U/mL提高到了94.67U/mL，提高了58.20%。分解代謝產(chǎn)物葡萄糖、麥芽糖和糊精對(duì)C.acetobutylicum E3-1和C.acetobutylicum BR8-1的α-淀粉酶活均有抑制作用，但對(duì)C.acetobutylicumE3-1的抑制強(qiáng)度要比C.acetobutylicum BR8-1的大。其中葡萄糖的抑制作用最強(qiáng)，且隨著葡萄糖

4、濃度的增大，對(duì)α-淀粉酶活的抑制作用也不斷增強(qiáng)，當(dāng)葡萄糖濃度增加到4.00%時(shí)，88.00%以上的α-淀粉酶活被抑制。通過在不同時(shí)間添加4.00%的葡萄糖，研究葡萄糖對(duì)C.acetobutylicum BR8-1α-淀粉酶活的調(diào)控，發(fā)現(xiàn)葡萄糖主要在對(duì)數(shù)期影響B(tài)R8-1的α-淀粉酶活。這些研究表明C.acetobutylicum BR8-1是抗代謝阻遏株，但并沒有完全解除阻遏。
　　 以總?cè)軇┊a(chǎn)量為指標(biāo)，確定木薯的預(yù)處理?xiàng)l件為粉碎

5、度為60目，蒸煮溫度為90℃，蒸煮時(shí)間為60min；初始pH5.20、培養(yǎng)溫度37℃、接種量7.00%、種齡26h。以總?cè)軇┊a(chǎn)量和殘?zhí)橇繛橹笜?biāo)，確定最佳的營養(yǎng)組合為：碳源為7.00%木薯粉，氮源為1.00%的麩皮加0.25%酵母膏，25.00%的廢液。
　　 考察了中性紅和乙酸鈉對(duì)代謝的調(diào)控。中性紅對(duì)丙酮丁醇代謝的調(diào)控表現(xiàn)為：使代謝流流向丁醇和乙醇的方向，當(dāng)添加0.10%的中性紅時(shí)，丁醇的比例從60.35%提高到66.43%，乙