丁二酸作为一种有广泛用途的有机化学产品,它可以被用作化学合成的原材料或者有机合成的中间产品或生产过程中的反应底物,在制药、食品添加剂、绿色溶剂及可降解塑料等多种领域广泛应用。在自然界中,原核微生物由于自身的以下特点如:代谢速度快、代时短,较方便培养和控制,能迅速代谢生产我们需要的目标产物或菌体代谢物,因此本实验中我们选用了大肠杆菌作为生产丁二酸的微生物菌株。本课题利用实验室保存的大肠杆菌菌株(初始产量为1.51 g/L)为出发菌株,利用不同的诱变方法:如紫外线诱变、微波诱变和DES化学诱变等各种方法,诱变得到一株产丁二酸量37.08 g/L大肠杆菌突变菌株。经过遗传十代对其稳定性能检测,产酸量恒定。根据实验结果,我们对培养基配方条件和菌株培养条件等设计了一系列优化方法进行进一步的实验,最终得出实验中最佳培养基配方的组成为葡萄糖5%,硝酸铵0.8%,蛋白胨0.6%,硫酸镁0.06%,碳酸钙2%,氯化钾0.06%,磷酸二氢钾0.4%,结合工艺优化,菌株的丁二酸产量可以达到47 g/L。经过对大肠杆菌菌株丁二酸HX3产丁二酸的发酵条件优化,发酵条件为每250 m L三角瓶中装液80 m L,培养基中初始p H值调整到6.0,最佳接种量为4%,当发酵培养时间到42 h时,培养出菌株丁二酸HX3的产酸量最高,可以达到51g/L,是出发菌株产酸量的33倍。菌种选育工作完成后,我们进一步进行了选育菌种的工业化放大验证实验,通过10 L、100 L、1 m3发酵罐的逐级放大实验,最终选育的大肠杆菌菌株丁二酸HX3产丁二酸量稳定在55 g/L,具有一定工业化生产潜力。