丙酮/丁醇發(fā)酵

用于丙酮/丁醇發(fā)酵的微生物都屬于梭狀芽孢桿菌 (Clostridium)，比較典型的有：C.acetobutylicum，C.toanum, C.sacchrobutylacetonicum-liquefaciens, C.celeri factor及C.madisonii等。它們的共同特點(diǎn)是都屬于厭氧菌，都能夠形成真正的孢子，而且具有很強的生命力。最適溫度和pH值分別為26～32°C及pH5.4～6.0。當以葡萄糖為碳源時(shí)，首先經(jīng)EMP途徑形成乙酰輔酶 A，一部分脫羧生成丙酮，另一部分則還原形成丁醇。事實(shí)上，除了丙酮/丁醇外還會(huì )產(chǎn)生其他有機酸和醇類(lèi)。梭狀芽孢桿菌發(fā)酵時(shí)還會(huì )產(chǎn)生CO₂及 H₂等氣體產(chǎn)物。三種梭狀芽袍桿菌發(fā)酵產(chǎn)物的分布見(jiàn)表6.3.7。

從表中數據可以看到，丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌(C.acetobutylicum)是最好的丙酮/丁醇生產(chǎn)菌種。在丙酮/丁醇發(fā)酵過(guò)程中，產(chǎn)物（特別是丁醇）對微生物的生長(cháng)存在著(zhù)嚴重的抑制作用，以至于發(fā)酵液最終的總溶劑濃度只有約20g/L。產(chǎn)物中丙酮/丁醇的比例受到發(fā)酵溫度、發(fā)酵速率及氮源的影響，當發(fā)酵溫度為32°C、高稀釋率及硫酸銨為氮源時(shí)有利于提高丁醇的產(chǎn)率。

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