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1,3-丙二醇(1,3-PD)是一个具有多种用途的中间化合物,是生产新型PTT纤维的主要单体。为了获得1,3-丙二醇的高产突变株,以丁酸梭菌为出发菌株进行诱变处理,并对发酵培养基进行初步优化。
甘油由丁酸梭菌转化生成1,3-丙二醇的研究是在厌氧条件下进行的,采用空气置换和降低氧化还原电位相结合的方法制备预还原培养基。取对数期单细胞菌悬液适量,经过DES溶液诱变筛选高产突变株;再在紫外线最适照射时间和NTG合适诱变剂量条件下,将经DES诱变得到的高产菌株进行UV+NTG复合诱变,经初筛和复筛后采用气相色谱法测1,3-丙二醇的产量以确定高产突变株;分别对温度、pH等培养条件和碳源、氮源、酵母膏、金属离子等组分进行单因素实验,确定甘油转化生成1,3-丙二醇的主要影响因素,然后通过正交实验进行培养基优化。
实验研究结果表明:丁酸梭菌是严格厌氧菌,产孢子;以丁酸梭菌为出发菌株,经过硫酸二乙酯(DES)诱变及紫外线(UV)和亚硝基胍(NTG)复合诱变得到突变株C.but3037,其1,3-丙二醇产量由出发菌株的2.2g/L提高到15.7g/L,提高了6.13倍;高浓度甘油对C.but3037的生长具有较大的抑制作用,当甘油浓度为8%时抑制作用十分明显;酵母膏是1,3-丙二醇发酵所必需的营养组分,添加适量的酵母膏将有利于1,3-丙二醇的产生;温度、pH和接种量对发酵有着重要的影响,当温度为35℃、接种量为5%、pH为6.0~7.0时有利于甘油向1,3-丙二醇的转化;通过对菌株C.but3037培养基优化,确定最适发酵培养基(L-1)是:甘油50g,K2HPO43.4g,KH2PO41.3g,CaCl215mg,MgSO4·7H2O0.2g,NH4Cl2.0g,FeSO4·7H2O10mg,酵母膏2g,微量元素液5mL。