丙酮丁醇梭菌对单糖和混合糖的利用

【摘要】近年来,随着资源的枯竭和环境的恶化,越来越多的学者开始致力于将储量丰富的木质纤维资源转化为清洁的生物燃料,如生物乙醇和生物丁醇。包括巴西、美国、欧洲和中国在内的许多国家开始尝试用生物燃料代替传统燃料,以此减少对石油的依赖,减轻环境污染和缓解气候变化。本文首先以木质纤维素水解产物中的D-葡萄糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖、D-木糖分别作为碳源,通过丙酮丁醇梭菌ATCC824发酵生产ABE(丙酮、丁醇、乙醇),考察了丙酮丁醇梭菌对不同糖的利用情况。结果表明：丙酮丁醇梭菌ATCC824对单一还原糖的单位时间利用率顺序为：D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-木糖。木糖是木质纤维资源水解产物中含量仅次于葡萄糖的成分,由于存在碳代谢抑制作用(CCR),丙酮丁醇梭菌无法同时利用水解产物中的可发酵糖,因此木糖的利用成为发酵过程中的限制因素。本文以木糖为单一碳源,通过添加碳酸钙或流加氢氧化钠的方式调控发酵pH,均达到了提高木糖利用率的目的。本文通过实验证实在发酵进行的过程中,添加1.0g/L丁酸,能够减少有机酸的过度积累,减缓菌体衰退,提高了溶剂的终浓度(12.84g/L)。为了进一步考察丙酮丁醇梭菌ATCC824在葡萄糖、木糖同时存在时的发酵情况,将不同比例的葡萄糖、木糖(1：2,1：5,1.5：1,2：1)混合作为碳源,丙酮丁醇梭菌ATCC824为菌种进行发酵,同时利用氢氧化钠维持发酵后期pH。结果显示：当木糖浓度高于葡萄糖浓度时,调节pH能够有效地促进丙酮丁醇梭菌对木糖的利用,提高溶剂的产率。当葡萄糖、木糖浓度比为1：5时,木糖利用率由对照组的16%上升到58.9%,实验组的总溶剂浓度比对照组提高了263.7%。当该比例为1：2时,木糖利用率由7.5%提高到81.0%,总溶剂浓度比对照组提高了48%。这些结果为更加有效地利用木质纤维素水解产物进行发酵提供了可能。
【作者】姜薇；
【导师】林建平；
【作者基本信息】浙江大学，生物化工，2011，硕士
【关键词】丙酮丁醇发酵；丙酮丁醇梭菌；葡萄糖；木糖；混合糖；pH调控；

【参考文献】
[1]王炳雪.螺旋密封的结构参数优化设计、实验与应用研究[D].大连理工大学,机械工程,2003,硕士.
[2]武丽,李剑峰,施炜,蒋多元,黄秀清,赵艳平,姜大建.巴楚夏河工区的三维速度建模方法[J].石油地球物理勘探,2006,01:87-92+122+128.
[3]刘静华.环境规制与企业技术创新的互动影响[D].山东财经大学,企业管理,2013,硕士.
[4]周晓军.应用于无线通信系统中的滤波天线设计[D].南京航空航天大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[5]黄沛旻.双级执行器系统的协调控制[D].浙江理工大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[6]姬成伟.汉防己甲素及川芎嗪联用阻抑大鼠肝纤维化作用[D].山西医科大学,营养与食品卫生学,2002,硕士.
[7]胡琳.色谱指纹图谱的智能聚类分析在中医湿证辨别方面的研究[D].东华大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[8]强虹.光学材料紫外波段折射率和色散装置研究[D].西安工业大学,控制工程,2012,硕士.
[9]张雅君,杨萌.创造智能科学新境界——记中国科学院计算技术研究所主任研究员史忠植[J].科学中国人,2005,07:38-39.
[10]潘卫权.安徽GY投资小额贷款公司发展战略研究[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[11]卢霞.武汉城市圈开发区产业结构优化升级的政策及措施研究[D].华中科技大学,行政管理,2013,硕士.
[12]于振英,牛建高.河北省工业碳排放情景预测与节能减排潜力分析[J].当代经济管理,2014,04:69-74.
[13]高子茗.论电视剧复线结构艺术[D].山东艺术学院,广播电视艺术学,2012,硕士.
[14]李天适.基于多片IPMC游动机器人的系统设计[D].东北大学,机械电子工程,2010,硕士.
[15]朱安远,郭华珍,朱婧姝.2003—2013年双色球彩票的统计分析与研究(下)[J].中国市场,2014,31:123-134.
[16]王颖.薄壁件高速铣削加工变形误差预测及有限元分析[D].河北工业大学,机械工程,2013,硕士.
[17]余青青.汉英时空性特质对比研究[D].宁波大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[18]朱华伟.视频中运动目标检测及跟踪技术的研究[D].西安科技大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[19]秦雯.棚区智能化监控系统可靠性研究[D].黑龙江八一农垦大学,农业机械化,2014,硕士.
[20]记者阮晓琴.技术创新联盟成立石墨烯产业化“破茧”[N].上海证券报,2013-07-15007.
[21]李瑞娇.草鱼池塘浮游植物群落结构及初级生产力、能量转换的初步研究[D].华中农业大学,水产养殖,2014,硕士.
[22]刘欣欣.移动Ad Hoc网络中广播技术研究[D].浙江工商大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[23]宋静静.马铃薯候选寄主因子基因StTOM1-A、StTOM1-B和StTOM3的克隆和功能鉴定[D].广西大学,植物病理学,2014,博士.
[24]康红玉.TCK视野下初中化学教师专业发展策略研究[D].东北师范大学,现代教育技术,2012,硕士.
[25]陈培文,傅秀芬.基于SVM的文本情感极性分类研究[J].广东工业大学学报,2014,03:95-101.
[26]刘洋.葡萄糖酸亚铁参与的磁性碳微球及复合体的合成与性能[D].黑龙江大学,2010.
[27]陈荣荣.广州地区罗非鱼无乳链球菌分离鉴定及致病生物学研究[D].南京农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[28]刘少勇.中美小额消费纠纷仲裁解决模式比较研究[D].天津商业大学,法学理论,2013,硕士.
[29]江豪杰.中国民间剪纸在现代礼品包装设计中的应用研究[D].湖南师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[30]马雪梅.兰州城市生活污泥堆肥技术研究[D].甘肃农业大学,土壤学,2013,硕士.
[31]冯慧子.老年人犯罪的刑罚问题研究[D].郑州大学,刑法,2013,硕士.
[32]刘争春.论信托产品的创新方向[D].西南交通大学,工商管理,2003,硕士.
[33]王欢.小型猪新型复合麻醉剂[D].南京农业大学,临床兽医学,2011,硕士.
[34]谢云.高效石油烷烃降解菌及原油降解基因工程菌构建研究[D].西北大学,微生物学,2014,博士.
[35]卢健,徐德民,张立川,张福斌.基于移动长基线和误差修正算法的多UUV协同导航[J].控制与决策,2012,07:1052-1056.
[36]薛晓燕.山东省农村信用社国际业务发展战略研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[37]王健.肺栓塞患者右心功能的CT评价[D].河南科技大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[38]徐文礼.光伏建筑一体化系统研究与设计[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[39]刘桂桂,林宇震,胡好生,王晓峰,张弛.旋流杯一级旋流数变化对点火性能的影响[J].北京航空航天大学学报.
[40]金华.我国开展资产证券化融资方式的可行性分析[D].吉林大学,金融学,2004,硕士.
[41]刘玉松.新型秤架的配料皮带秤[J].冶金自动化,1981,04:63.
[42]张娟娟.以企业需求为导向培养高素质人才[J].纺织教育.2006(02)
[43]胡剑.浅析当代大学生艺术素质的培养[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[44]黄志宇.FDI对我国生产性服务业集聚影响的研究[D].厦门大学,统计学,2014,硕士.
[45]陆博福,姜春光,田永红,于春红.超大直径薄环机加工艺及工装夹具[J].一重技术.2002(01)
[46]彭建刚,李宇嘉.论信息化和商业银行核心竞争力的内在关系[J].河南金融管理干部学院学报,2004,05:17-19.
[47]吕凯.面向多式联运的运输优化研究[D].北京交通大学,2008.
[48]姜聪.急性一氧化碳中毒对血脑屏障通透性的影响[D].大连医科大学,神经病学,2012,硕士.
[49]郑丽丽.敲诈勒索罪研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[50]李建勇.货币政策对我国商业银行经营绩效影响的研究[D].山西财经大学,金融学,2014,硕士.