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L-赖氨酸是仅次于谷氨酸的大宗氨基酸发酵产品,目前工业上主要使用玉米、小麦和木薯等淀粉质原料发酵生产。利用木质纤维素原料替代淀粉质原料进行L-赖氨酸的生产能够显著降低原料成本和提高产量,对L-赖氨酸的市场拓展和化学品应用具有重要意义。本论文以玉米秸秆为原料,经过干酸预处理、固态生物脱毒、酶解糖化后得到葡萄糖,使用对木质纤维素来源抑制物具有较强耐受性的谷氨酸棒杆菌(Corvnebacterium glutamicum)SIUM B253作为发酵菌株生产L-赖氨酸。C glutamicurr SIIM B253利用玉米秸秆水解液进行L-赖氨酸发酵,初始阶段仅能积累7.3 g/L的L-赖氨酸,得率为0.13 g L-赖氨酸/g葡萄糖。通过优化添加到水解液中的营养成分和发酵条件,L-赖氨酸浓度和得率分别增加至14.7 g/L和0.29 g L-赖氨酸/g葡萄糖,分别比初始时提高了一倍以上。提高酶水解过程的玉米秸秆固体含量后,水解液中可发酵单糖浓度提高,添加L-甲硫氨酸(0.15 g/L)和L-苏氨酸(0.5 g/L)可以积累到28.4 g/L的L-赖氨酸。当尝试以同步糖化与发酵的方式进行玉米秸秆原料的L-赖氨酸发酵时,由于酶水解和发酵过程的最适pH值(分别为4.8和7.0)和最适温度(分别为50℃和30℃)不一致,同步糖化与发酵过程(pH 7.0、30℃)中纤维素酶的活性较低,酶水解获得的葡萄糖较少,与分步糖化与发酵相比,L-赖氨酸积累基本没有得到改善。当采取酶水解和L-赖氨酸发酵分阶段序贯进行的策略时,即在最适的酶水解pH值(4.8)和温度(50℃)下完成较为彻底的酶水解,然后不经固液分离直接调整水解液浆的pH值和温度至L-赖氨酸发酵条件(pH 7.0、30℃),L-赖氨酸的发酵性能得到较大提升。在玉米秸秆固体含量为30%(w/w)的条件下,L-赖氨酸的浓度、得率和产率分别达到33.8 g/L、0.24 g L-赖氨酸/g纤维素和0.28 g/L/h,均比分步糖化与发酵明显提高。本文以玉米秸秆为原料,通过优化发酵过程提高L-赖氨酸发酵水平,展示了利用木质纤维素原料替代淀粉质原料进行L-赖氨酸生产的潜力,为今后利用木质纤维素原料生产L-赖氨酸提供参考。