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聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种新型的合成聚酯,具有许多优良的特性和很好的应用前景,而1,3-丙二醇(1,3-PD)是其合成的关键性材料。近年来,1,3-丙二醇的研究受到了全球众多知名企业的重视,与化学合成法相比,微生物发酵法生产1,3-丙二醇具有显著的优点,成为当前的研究热点。产物抑制和副产物多造成微生物发酵法产1,3-丙二醇的产量低,另外,副产物多也是甘油转化率低和产物分离困难的原因之一,选育既有1,3-丙二醇高浓度耐受性,同时又具有副产物代谢途径突变的菌株,是提高1,3-丙二醇产量和甘油转化率并简化后期提取工艺的一种尝试。为提高克雷伯氏肺炎杆菌(简称克雷伯氏菌)转化甘油生产1,3-丙二醇的能力,建立了三次浓缩后等离子体液体及单细胞诱变方法,获得可耐受高浓度1,3-丙二醇并且副产物中乙醇含量较少的优良突变菌株2株。通过对其进行厌氧间歇发酵和微氧批式流加发酵,获得了厌氧发酵比对照提高了22.81%,产量达到19.30g/L的K.908和微氧发酵36小时产量达到70.52g/L的K.1207。建立了24孔微孔板的克雷伯氏菌高通量筛选方法,通过对654株菌种的高通量筛选,获得摇瓶发酵产1,3-丙二醇最高为9.57g/L的菌株。对该突变株在自动发酵罐上的发酵研究表明,发酵32h获得43.63g/L的1,3-丙二醇产量,甘油的摩尔转化率为53.66%。且三株菌都通过了遗传稳定性验证。由于我们采用的等离子体是大气压冷等离子体,它与其他可以诱变的等离子体相比,具有操作简便、安全、高效等特点。近些年来,等离子体灭菌和诱变机制的研究引起国内外众多学者广泛关注,但等离子体失活、诱变微生物的机制目前尚不清楚。本文从生物学的角度,对大气压介质阻挡放电(DBD)等离子体与微生物相互作用的机理进行了初步研究。通过大气压He DBD等离子体对细菌细胞膜系统的效应实验,证明了通过等离子体处理,菌液的pH迅速下降,微生物细胞膜混合液的酸性增强,等离子体可以使微生物细胞膜上的大分子物质(如蛋白质)发生水解,变成氨基酸,对膜产生穿透作用,为等离子体诱变和失活微生物提供了实验和理论依据。