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丁醇是一种广泛应用于化学、医药和能源等行业的短链饱和醇，目前主要通过化学合成法生产。近年来随着石油资源的减少、环境日益恶化，利用生物发酵法生产丁醇越来越受关注。由于目前生物发酵法生产丁醇的产量、得率和产率较低，发酵成本相对较高，从而大大限制了其工业化应用。因此当务之急是研究新的发酵工艺以提高发酵产量、降低发酵成本。鉴于此，本课题利用双菌共培养模式并结合纤维床生物反应器（FibrousBed Bioreactor, FBB）固定化发酵生产丁醇，以期提高丁醇的得率和产率，利用廉价生物质原料控制发酵成本，为生物丁醇的规模化生产奠定基础。首先，以拜氏梭菌（Clostridium beijerinckiiATCC55025）发酵不同碳源（廉价底物）生产丁醇时，游离细胞发酵模式下，相比于葡萄糖和糖蜜水解液，木薯淀粉水解液的发酵效果最好，丁醇的产量、得率和产率分别为11.00g·L-1、0.16g·g-1、0.10g·L-1·h-1。在FBB固定化培养模式下，以葡萄糖为底物时发酵效果最好，丁醇产量、得率和产率分别为10.46g·L-1、0.14g·g-1和0.13g·L-1·h-1。同游离模式相比，固定化模式下以葡萄糖和糖蜜为发酵底物时，丁醇得率和产率分别提高了16.7%(0.14g·g-1vs.0.12g·g-1)、62.5%(0.13g·L-1·h-1vs.0.08g·L-1·h-1)和60.0%(0.08g·g-1vs.0.05g·g-1)、900%(0.10g·L-1·h-1vs.0.01g·L-1·h-1)，结果表明固定化模式下丁醇发酵具有更高的得率和产率。丁酸对C. beijerinckii发酵产丁醇的研究中，游离模式和固定化模式下，向培养基中添加4.0g·L-1的丁酸均能提高丁醇的产量和得率，固定化细胞发酵模式下产率提高了61.5%(0.21g·L-1·h-1vs.0.13g·L-1·h-1)（游离细胞发酵模式添加丁酸与对照实验产率相同）。游离细胞发酵模式下，以酪丁酸梭菌（C. tyrobutyricumATCC25755）和拜氏梭菌（C. beijerinckiiATCC55025）共培养发酵研究，发现两菌同时接种的共培养模式与拜氏梭菌游离模式纯培养添加或不添加4g·L-1的丁酸的实验相比，达到最大丁醇产量的发酵时间分别减少了43.6%（60.3h vs.107h）和53.6%（60.3h vs.130h），丁醇的产量、得率和产率与C. beijerinckii单菌培养添加丁酸相比分别提高了12.3%(12.10g·L-1vs.10.77g·L-1)、16.7%(0.21g·g-1vs.0.18g·g-1)和150%(0.20g·L-1·h-1vs.0.08g·L-1·h-1)。固定化模式下共培养发酵得到了一个最高的丁醇浓度(12.83g·L-1)比传统游离分批补料批次发酵高了41.3%。在FBB固定化培养的基础上，建立了双菌分别固定化连续共培养系统，并利用多种廉价底物进行发酵产丁醇的研究。发现固定化连续共培养与C. beijerinckii单菌固定化纯培养发酵产丁醇相比，固定化连续共培养具有更高的丁醇产率，分别提高了6.2倍（甘蔗糖蜜为底物）和9.6倍（木薯淀粉为底物）。在发酵体系的稀释率为0.144h-1时，木薯淀粉水解液发酵效果最好，ABE的得率和产率分别为0.36g·g-1和1.93g·L-1·h-1。同以葡萄糖为底物时相比，丁醇和ABE的得率分别高了20%(0.18g·g-1vs.0.15g·g-1)和44%(0.36g·g-1vs.0.25g·g-1)。