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1,3-丙二醇是目前国际上公认的六大石化新产品之一,其主要功能是作为合成聚酯、聚醚和聚亚氨酯的单体。1,3-丙二醇的生产方法有化学合成法和微生物转化法。微生物转化法生产1,3-丙二醇具有显著的优点,成为当前的研究热点。本研究以产1,3-丙二醇(1,3-PD)克雷伯氏杆菌(Klebsiella sp.)为出发菌株,采用紫外诱变,结合0.5mg/mL亚硝基胍和超声波(200W,50kHz, 20min)复合诱变选育获得一株1,3-丙二醇高产突变株。在批次发酵中,该突变株产1,3-丙二醇能力提高36.72%,达23.31g/L。变异株经10次传代培养,发酵能力稳定。突变株副产物乙醇产量降低,副产物乙酸产量略有增加。酶量未发现有明显变化,甘油脱水酶活性提高约21%,1,3-PD氧化还原酶活性有所提高。采用单因素实验初步优化Klebsiella sp.突变株产1,3-丙二醇发酵工艺,分别考察了不同浓度的甘油、磷酸二氢钾、酵母膏等因素对Klebsiella sp.突变株发酵的影响。通过正交实验进一步优化了Klebsiella sp.突变株发酵培养基,其适宜组成为:甘油60 g/L、磷酸二氢钾3 g/L、酵母膏6 g/L、七水硫酸镁1 g/L。在摇瓶发酵中,1,3-丙二醇的产量达到27.03 g/L,比优化前提高了约9.92 %。探讨了外源添加(VC、GSH、Cys、DTT)还原剂对Klebsiella sp.突变株合成1,3-丙二醇影响。添加0.35 mmol/L DTT、0.35 mmol/L Cys、0.45mmol/L GSH,1,3-PD的产量分别能达到29.77 g/L、29.32 g/L、29.87 g/L,均高于参照27.01 g/L。考察外源添加VC发酵过程变化,添加0.25 mmol/L的VC对1,3-PD的产量影响最大,达30.01 g/L较对照提高11.11 %;VC添加提高了副产物乙酸、乙醇浓度,添加0.25 mmol/L副产物乙酸、乙醇分别较对照提高3.77%、3.35%;添加VC对菌体生长有抑制作用,单位菌体产1,3-PD效率提高。考察添加ATP对Klebsiella sp.突变株合成1,3-PD的影响。结果表明:添加ATP对菌体生长有明显抑制作用,添加0.04 g/L的ATP对菌体抑制作用最大,较对照降低了26.5%。添加0.06 g/L ATP 1,3-PD终浓度较参照提高11.26%,达30.05 g/L。添加ATP提高单位细胞催化效率。添加ATP促进副产物乙酸的合成,添加0.06 g/L ATP ,发酵结束,乙酸浓度较对照高8.7%。在发酵的不同阶段(0h、4h、18h),分别向3组摇瓶添加相同浓度(0.06g/L)ATP, 4h添加ATP 1,3-PD终浓度最高,达30.13 g/L,较对照提高11.26%。0h添加ATP的摇瓶1,3-PD/OD值最大,较对照提高25.84%。