丁醇不仅是重要的有机化工原料和化学溶剂,而且作为一种优质的液体燃料,具有比燃料乙醇更高的经济实用性,是未来替代汽油的最佳选择之一。目前制约丁醇发酵产业发展的关键在于提高其经济性,可通过降低原料成本和简化发酵工艺来实现。本文考察了氮源、微量元素及发酵抑制物对Clostridium acetobutylium CH012发酵产丁醇的影响,研究水解液主要组成成分木糖和葡萄糖的丁醇发酵特点,为玉米芯水解液丁醇发酵提供参考;并且采用恒温培养箱培养代替厌氧罐培养简化发酵工艺提高其经济性。通过构建关键酶过量表达的Clostridium acetobutylium ATCC824重组菌提高丙酮丁醇梭菌丁醇发酵产率。　　 考察不同预处理方法、不同浓度的豆粕作为有机氮源的葡萄糖丁醇发酵,发现6g/L蒸煮后豆粕足以提供氮源,与硫酸铵、醋酸铵等无机氮源复配对丁醇发酵没有促进作用。50g/L葡萄糖丁醇发酵48h结束,总溶剂15.02g/L,产率0.29,生产强度0.31g/(L·h)。50g/L木糖丁醇发酵总溶剂生产强度较葡萄糖低48%左右,且丁醇、丙酮产量较葡萄糖略低,乙醇产量略高。木糖底物抑制效应较葡萄糖严重。考察不同比例的葡萄糖、木糖混合发酵,得出葡萄糖代谢阻遏效应产生规律。　　 添加0.2g/L硫酸镁比不添加硫酸镁的丁醇发酵溶剂产率提高7%。且产酸阶段酸的积累及产溶剂阶段酸的同化作用都较对照组强;而添加0.25～0.75g/L磷酸氢二钾使50g/L葡萄糖丁醇发酵溶剂产量减小,但对总溶剂产率影响不大。　　 初始糖浓度为50g/L的玉米芯酸水解液丁醇发酵所需的最适豆粕浓度为6g/L,发酵时间较模拟酸水解液糖组成的培养基延长24h,且溶剂产量、产率及生产强度均较模拟培养基低,表明玉米芯酸水解液中存在抑制丁醇发酵的因子。　　 初始糖浓度为60g/L的玉米芯酶水解液丁醇发酵所需的最适豆粕浓度为6g/L,发酵时间较模拟培养基缩短12h,丁醇、丙酮产量均与模拟培养基接近而生产强度较高,表明玉米芯酶水解液中有可能存在促进丁醇发酵的因子。　　 0.2～2g/L5-羟甲基糠醛对丁醇发酵菌种Clostridium acetobutylium CH012有明显的抑制作用说明5-羟甲基糠醛是玉米芯酸水解液中存在的抑制因子之一。　　 0.5～1g/L糠醛对丁醇发酵菌种Clostridium acetobutylium CH012有明显的抑制作用,而0.2g/L糠醛对丁醇发酵有微弱促进作用,乙醇产量明显提高。硫酸铵、硫酸钠及醋酸铵、醋酸钠均对Clostridium acetobutylium CH012丁醇发酵有严重的抑制作用,据此结果可以控制玉米芯酸水解液的脱毒程度,从而降低成本。　　 此外本研究还从改造菌种入手,从Clostridium acetobutylium ATCC824中扩增得到Sol操纵子,将其扩增后构建重组质粒,在Clostridium acetobutylium ATCC824中进行表达,加强醛醇脱氢酶及CoA转移酶两个亚基的表达量,从而提高了丙酮丁醇梭菌溶剂产率,为玉米芯水解液丁醇发酵提供基础。