产丁二酸杆菌诱变菌株的发酵特性及其代谢通量研究

以产丁二酸杆菌为出发菌株,利用紫外线诱变,经氟乙酸、丙烯醇两种方法筛选突变株。研究了诱变菌株发酵时不同的发酵条件对发酵产物产量的影响及代谢通量。实验表明,在CO2充足条件下,接种量为6%、摇床转速为200r/min、发酵72h时,目标产物丁二酸产量最高,达7.87g/L,而副产物的产量不高。代谢通量结果表明,原始菌株的葡萄糖利用率很低,经过诱变筛选以后,丁二酸代谢通量提高了4.1%。

秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200g秸秆水解得57g葡萄糖和11g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611mmol·g-1·h-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296mmol·g-1·h-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100mmol·g-1·h-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005mmol·g-1·h-1增至3.468mmol·g-1·h-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76U·mg-1增至560U·mg-1,进而使木糖代谢流量从0.0444mmol·g-1·h-1增至0.453mmol·g-1·h-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7g·L-1。

农作物秸秆发酵制备丁二酸的代谢工艺优化

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。

秸秆两步发酵法制备丁二酸研究

目的:以秸秆为原料进行生物转化制备有机酸。方法:在秸秆汽爆法预处理的基础上,以绿色木霉为菌种进行秸秆降解发酵,对降解单糖接种放线杆菌进行二次发酵制备丁二酸。结果:第一步绿色木霉发酵时,通气量0.3L/L·min,30℃发酵36h,后将发酵扩增8倍进行55℃酶解24h,五、六碳糖累积浓度达到49.4g/L。第二步产丁二酸放线杆菌发酵时,控制温度37℃、罐内CO2压力0.11MPa、转速250r/min,发酵40h,最终产丁二酸累积浓度为67g/L。结论:秸秆制备丁二酸的两步发酵法工艺具有工业推广价值。