外源有机酸对于Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015发酵生产丙酸的影响

考察了外源有机酸(丙酸、乙酸、琥珀酸)对于游离细胞与纤维床反应器生产丙酸的影响。结果表明,以Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015为生产菌株时,纤维床反应器具有比游离细胞更强的丙酸、乙酸耐受性,其中丙酸的抑制现象比乙酸的更加严重。此外,外源琥珀酸可以作为丙酸合成的前体物质对P.freudenreichii CCTCC M207015发酵生产丙酸产生促进作用。

利用纤维床反应器固定化发酵生产丙酸

构建了一种纤维床反应器(FBB),并将其应用于丙酸的生产。将棉纤维绕成桶状,固定于反应器中,即可用于丙酸固定化发酵。以40g/L的葡萄糖为碳源,与游离细胞相比,利用FBB生产丙酸,丙酸产量由14.58g/L提高至20.41g/L,发酵时间由120h缩短至60h。研究了不同糖浓度条件下FBB生产丙酸情况,并将补料策略应用于丙酸发酵中。结果表明:补料发酵能够有效改善Propionibacterium freudenreichii CCTCC M207015在高糖条件下丙酸对葡萄糖转化率较低、副产物较多的问题。经补料发酵280h,丙酸产量达45.91g/L,丙酸质量约占有机酸总质量比例为72.31%。

在内置式植物纤维床反应器中用糖蜜固定化发酵制丙酸

开发了一种综合利用制糖工业副产物生产丙酸的新方法,将制糖工业副产物甘蔗渣和糖蜜分别作为固定化载体和碳源,应用于丙酸生产。以甘蔗渣为固定化载体构建了一种内置式植物纤维床反应器(Inner plant fibrous-bed bioreactor,IPFB)。以Propionibacterium freudenreichii CCTCCM207015为发酵菌株,对在IPFB中分别用未处理糖蜜及糖蜜水解液为碳原发酵制丙酸进行考察。以未处理糖蜜为碳源发酵,254h丙酸浓度为52.39g·L-1,丙酸生产速率为0.21g·(L·h)-1;糖蜜水解液为碳源发酵,254h后丙酸浓度达75.18g·L-1,丙酸生产速率达0.30g·(L·h)-1,丙酸占总有机酸比例达83.10%(w/w)。稳定性实验表明以糖蜜水解液为碳源,利用IPFB发酵生产丙酸10批仍然保持较高的丙酸生产效率。扫描电镜显示大量丙酸杆菌的细胞吸附于甘蔗渣表面与间隙中,有效实现了高密度发酵。