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1,3-二羟基丙酮(1,3-Dihydroxyacetone,DHA)一种具有很高商业价值的化学产品,主要是添加于化妆品中作为美黑剂,也能以医药合成前体和农药合成中间体等精细化工的原料投入使用。甘油作为微生物转化法合成二羟基丙酮的主要底物,在工业化合成二羟基丙酮过程中发挥重要作用。粗甘油作为生物柴油生产过程中的主要副产物,随着生物柴油产业的快速发展,粗甘油的产量也大幅度增加。粗甘油的开发利用能够降低生物柴油的市场价格降低,使能源危机得到缓解。本文研究了弗托式葡萄糖酸杆菌以棕榈油生物柴油甘油为底物,生产二羟基丙酮的条件优化。对摇瓶发酵条件进行优化,30℃为最适温度,6.0为最适p H,200 rpm为最适摇床转速。对氮源和无机盐进行选择,选用氮源是牛肉膏,无机盐是碳酸钙。最后,利用响应面法优化发酵培养基,棕榈油甘油117.18 g/L,牛肉膏15.05 g/L,Ca CO3 3.27g/L,DHA的产量达到最大,为80.13 g/L,其中DHA产量比优化前(64.62 g/L)提高了24%。5 L发酵罐放大实验,棕榈油生物柴油副产品甘油的初始浓度为140 g/L时,经过48 h发酵,DHA产量达到112.38 g/L,转化率为80.27%。研究了氧传质系数(k La)对发酵生产DHA的影响。通过普通摇瓶与挡板摇瓶的对比,显示挡板摇瓶更有利于DHA的合成。摇瓶发酵产量从80.13 g/L提高到131.16 g/L,提高了63.68%。与响应面法优化前64.62 g/L相比提高了102.97%。不同kLa值条件下,发酵罐补料分批发酵结果也显示高k La值更有利于DHA的合成。发酵罐产量从112.38 g/L增加至175.44 g/L,提高了56.11%。然后通过动力学分析,确定了氧是DHA的生产的主要影响因素。研究了静息细胞技术在弗托氏葡糖杆菌转化甘油生产DHA上的应用,实验了氧供应、p H、甘油浓度、接种细胞的菌龄和接种量对DHA产量的影响,确定使用挡板摇瓶,转速为220 rpm,p H为5.0~6.0,甘油浓度为60~80 g/L,接种细胞的菌龄为24~28 h,接种量为1.5 g/L时,DHA的转化率最高。研究了培养批次对静息细胞重复利用的稳定性。初始甘油浓度为60 g/L时,DHA的平均比生成速率和得率较高,在4批次循环培养中,DHA总产量为205.11 g/L,体积产率4.28 g/(L·h),甘油平均转化率为85.46%。