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《华中农业大学》 2009年
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一株丙酮丁醇梭菌高产丁醇培养基条件优化

廖东栋  
【摘要】: 丙酮-丁醇发酵有着悠久的历史,曾经是仅次于酒精发酵的世界第二大发酵过程。但是在上世纪五、六十年代以后,随着石化工业的迅速发展,丙酮-丁醇发酵逐渐衰退下来。近年来,由于石油等化石资源的逐渐枯竭,丙酮-丁醇发酵作为一种转化生物质为液体燃料(丁醇)和工业原料的重要手段又重新引起人们的重视。但丙酮-丁醇发酵过程中产物丁醇会对细胞产生很强的毒害作用,当发酵液中丁醇的浓度达到或超过11g/L时,发酵菌株生长受明显抑制,严重时会导致细胞内质子外漏,细胞膜受损并导致死亡,最终降低生产效率,这一问题严重制约了该产业的发展。 本论文以工业微生物保藏中心提供的丙酮丁醇梭菌8012作为出发菌株,通过优化以期使丁醇产量产量超过11g/L。 首先研究了添加(NH_4)_2SO_4、CaCO_3、K_2HPO_4·3H_2O、KH_2PO_4、MgSO_4·7H_2O、FeSO_4·7H_2O、氯霉素对丁醇浓度的影响,结果表明丁醇产量由原来的7.44g/L提高到10.33g/L。 在单因素的基础上,采用Plackett-Burman设计对影响丁醇产量的发酵培养基组分进行了筛选,确定主要影响因子为MgSO_4·7H_2O和氯霉素。 然后用最陡爬坡实验逼近以上2个因素的最大响应区域,最后采用中心组合设计和响应面分析法确立主要影响因子的浓度。优化后的培养基组成为:玉米粉70g/L、(NH_4)_2SO_43g/L、CaCO_36g/L、K_2HPO_4·3H_2O 1.25g/L、KH_2PO_4 1.5g/L、MgSO_4·7H_2O0.43g/L、FeSO_4·7H_2O 0.015g/L、氯霉素0.137g/L。最终丁醇浓度为11.5g/L比原始产量提高了54%,本实验也说明用此优化方法可有效提高丁醇产量。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ223.124

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