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丙酸是一种广泛应用于食品、化学和医药等行业的短链脂肪酸，目前主要通过石油化工的方法来生产。由于化石资源的不可再生及人们对可持续发展理念的认可，微生物发酵法生产丙酸这一可持续生产途径，受到越来越多的关注。本课题采用纤维床生物反应器固定化产酸丙酸杆菌发酵菊芋、木薯淀粉水解液等廉价生物质，发展发酵法生产丙酸的新工艺。在摇瓶水平对产酸丙酸杆菌基本生长特性进行研究。结果表明，该菌在32℃，初始pH6.5，摇床转速150r/min，接种培养24h的种子液，接种量为5%条件下，产酸丙酸杆菌生长及产酸水平达最高值；该菌可利用碳源谱十分广泛，但对氮源要求比较高，只可利用有机氮源；在不同初始葡萄糖浓度下，产酸丙酸杆菌生长及产酸水平差异不大，无明显底物抑制现象；在2g/L的初始丙酸盐浓度下，该菌生长受到抑制。在121℃，稀硫酸浓度为0.01mol/L，固液比1：10条件下，水解40min，对菊芋粉进行水解预处理，其还原糖得率为58.7%。以菊芋水解液作为丙酸发酵的廉价碳源，比较纤维床固定化补料流加和游离补料流加丙酸发酵动力学，在固定化细胞发酵工艺下，发酵结束时获得更高的丙酸浓度（68.5g/L vs.40.6g/L），更高的丙酸得率（0.434g/g vs.0.379g/g）及更高的丙酸产率（1.55g/L/h vs.0.190g/L/h）。在反复分批发酵模式下，八个批次，200多个小时的发酵过程中，以菊芋水解液为底物，丙酸平均得率为0.483g/g，丙酸平均产率为3.69g/L/h，证明FBB系统具有较高的操作稳定性。在纤维床固定化丙酸发酵系统中，研究初始葡萄糖浓度和泵流速对丙酸发酵的影响。实验发现没有明显的底物抑制现象，初始葡萄糖浓度对丙酸发酵的影响不大。当泵流速为80ml/min时，丙酸得率和产率分别为0.511g/g和4.31g/L/h。以木薯淀粉水解液为碳源，采用固定化补料流加工艺，发酵结束时丙酸浓度达50.1g/L，丙酸得率为0.433g/g（以木薯淀粉质量计）。采用两个纤维床反应器串联进行发酵，在单批丙酸发酵生产中，丙酸终浓度为41.5g/L，丙酸得率为0.466g/（g以木薯淀粉质量计），丙酸产率为2.68g/L/h。最后，对产酸丙酸杆菌进行适应性驯化，以提高其对丙酸的耐受力。采用游离细胞反复补料流加模式发酵葡萄糖，最终丙酸产量达60.46g/L。采用FBB固定化反复补料流加模式发酵葡萄糖，最终丙酸产量达80.86g/L，再分别以游离驯化菌和固定化驯化菌为种子液，研究驯化菌发酵动力学，发现驯化菌比野生菌对终产物丙酸具有更高浓度的耐受力。