论文部分内容阅读
1,3-丙二醇(1，3-PDO)是一种重要的化工原料,在聚酯合成领域有很好的应用前景,其生物生产方法已经引起了广泛的重视。本实验主要从事了两方面的工作：一、对野生克雷伯肺炎杆菌生产1,3-丙二醇的发酵工艺进行了优化。通过优化发酵过程中的甘油浓度,降低了底物抑制。采用优化后的批式补料发酵,1,3-丙二醇浓度(62.03g·L-1)、甘油转化率(0.52m01·mol-1)和生产强度(1.94g·(L·h)-1),与之前的发酵情况相比分别提高了44.3%、4%和179.6%。为了降低发酵成本,找到了廉价的替代氮源发酵用大豆蛋白粉。建立了一种中间代谢物反馈即时控制底物浓度生产1,3-丙二醇的方法,克服了补料时所具有的延迟性、盲日性等缺点。利用中间代谢物中和剂消耗量和底物(葡萄糖、甘油)消耗量之间的函数关系来反馈控制补料,实现了发酵过程不需要测量底物浓度来实现底物(葡萄糖、甘油)浓度的即时控制,简化了底物浓度的控制方法。二、对构建的重组克雷伯肺炎杆菌进行了初步发酵。对重组克雷伯肺炎杆菌进行了发酵工艺优化,采用微氧发酵,转化率比厌氧时稍微降低,但1,3-丙二醇浓度和生产强度有所提高。使用紫外线一氯化锂复合诱变联合菌种驯化的传统方法,对之前构建的重组克雷伯肺炎杆菌进行了育种与筛选工作,获得了可耐受较高1,3-丙二醇浓度(95g·L-1)的优良突变菌株,通过摇瓶筛选及批式补料实验,确定了一株高产菌M-5。与诱变驯化前相比,1,3-丙二醇产量提高了24%,乙酸产量也有相应的提高,而乙醇产量有所降低。在微氧条件下以葡萄糖为辅助碳源进行发酵,发酵初始和补料均添加葡萄糖时,30L发酵罐中诱变后的重组菌的1,3-丙二醇浓度、甘油转化率和生产强度分别为87.1g·L-10.65mol·mol-1，2.9g·(L·h)-1;比野生菌株分别提高了40.4%,25%,49.5%；150L发酵罐中试实验中1,3-丙二醇浓度、甘油转化率和生产强度分别为83.8g·L-1,0.65mol·mor-1,2.79g·(L·h)-1。产量基本稳定,为以后的中试及工业化生产奠定了基础。