【摘 要】
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本研究针对没有发酵生产丙酮的专用菌种、丙酮基本依靠化石原料生产的问题，提出了一种可以提高和自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度与丙酮/丁醇比的方法.1)在玉米培养基调制过程中、通过控制糖化酶用量调节培养基初始葡萄糖浓度，使得发酵进入到产溶剂期后，残留葡萄糖浓度降至接近于0 g/L的低水平；2)在葡萄糖受限的条件下、丙丁梭菌的糖化酶合成分泌能力得到诱导，通过持续不断地分泌糖化酶、分解寡糖，可将葡萄糖维
【机 构】
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江南大学生物工程学院,江苏无锡 工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡
【出 处】
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2016年工业生物过程优化与控制研讨会
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本研究针对没有发酵生产丙酮的专用菌种、丙酮基本依靠化石原料生产的问题，提出了一种可以提高和自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度与丙酮/丁醇比的方法.1)在玉米培养基调制过程中、通过控制糖化酶用量调节培养基初始葡萄糖浓度，使得发酵进入到产溶剂期后，残留葡萄糖浓度降至接近于0 g/L的低水平；2)在葡萄糖受限的条件下、丙丁梭菌的糖化酶合成分泌能力得到诱导，通过持续不断地分泌糖化酶、分解寡糖，可将葡萄糖维持于低浓度，进而限制梭菌胞内糖酵解途径的碳代谢和NADH生成速度.与此同时，外添乙酸形成葡萄糖/乙酸双底物环境.在能量代谢基本不受破坏、丁醇浓度未达到抑制浓度的条件下，适度抑制丁醇生产、有效地利用外添乙酸强化丙酮合成；3)在外添乙酸的基础上，适量添加酿酒酵母，形成丙丁梭菌/酿酒酵母混合发酵体系，提高梭菌细胞对高丁醇浓度环境的耐受能力.4)外添乙酸可以使用化学合成乙酸调配，也可以直接使用乙酸发酵上清液替代以降低原料成本.整个发酵体系可以将丙酮浓度和丙酮/丁醇比自由控制在5-12 g/L和0.5-1.0的水平，并可维持丁醇浓度于10-14 g/L的正常水平.其中最大丙酮浓度和丙酮/丁醇比可以达到11.74 g/L和1.02高水平.上述发酵控制策略为利用生物质替代化石原料生产丙酮、提高ABE发酵工业产品的多样性和供需灵活性提供了重要参考.
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