丁酸和丁醇是重要的化學(xué)品,被廣泛應(yīng)用于化工、食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域,目前主要以石油為原料通過(guò)化學(xué)法合成。由于化石能源的逐漸枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,利用微生物發(fā)酵可再生生物質(zhì)生產(chǎn)生物基化學(xué)品和生物燃料受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而,由于微生物轉(zhuǎn)化存在底物成本高、副產(chǎn)物的存在導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物濃度和得率低等缺點(diǎn),通過(guò)微生物發(fā)酵生產(chǎn)丁酸和丁醇無(wú)法與化學(xué)合成法競(jìng)爭(zhēng)。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide,NADH)是丁酸和丁醇代謝過(guò)程中的關(guān)鍵輔因子,許多研究表明通過(guò)外源添加電子載體或使用較高還原態(tài)的底物如甘油或甘露醇能強(qiáng)化NADH供給水平,能夠提高還原性產(chǎn)物(如乙醇、丁醇、1,3-丙二醇和丁酸)的發(fā)酵水平。因此,本研究擬通過(guò)選取來(lái)源豐富、可再生的廉價(jià)底物海帶作為甘露醇的來(lái)源,并通過(guò)代謝工程和過(guò)程工程手段強(qiáng)化酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum ATCC 25755)對(duì)甘露醇和海帶水解液的利用,以期為生物基丁醇和丁酸的經(jīng)濟(jì)高效生產(chǎn)提供借鑒。研究結(jié)果表明,以1:2或2:3的甘露醇/葡萄糖為混合底物,能有效提高Clostridium t...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1酪丁酸梭菌的中心代謝途徑[33]

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10于ABE發(fā)酵[67]。例如，AmritaRanjan等人以水稻秸稈為底物，使用C.acetobutylicumNCIM2337通過(guò)ABE發(fā)酵最終獲得較高的20.05g/L溶劑，其中丁醇產(chǎn)量為13.5g/L，實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)纖維素向丁醇的生物轉(zhuǎn)化，有效降低了底....

圖2-1C.tyrobutyricum分別以不同比例甘露醇/葡萄糖混合底物的分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué)A:0:50;B:1:3;C:1:2;D:2:3;E:1:1;E:50:0Fig.2-1BatchfermentationskineticsofC.tyrobutyricuminCGMwithdifferentratiosofglucosetomannitolassubstratesinserumbottles

第二章酪丁酸梭菌利用甘露醇/葡萄糖混合底物和海帶水解液發(fā)酵產(chǎn)丁酸25失衡，致使細(xì)胞生長(zhǎng)代謝停止（圖2-1F）。值得一提的是，與以葡萄糖為底物相比，以甘露醇/葡萄糖混合物為底物時(shí)，丁酸得率（0.40g/gvs.0.41-0.46g/g）明顯提高，以質(zhì)量比為1:2或2:3的葡萄糖/甘....

圖2-2不同因素對(duì)海帶酸水解的影響A：底物濃度；B：酸濃度；C：溫度；D：反應(yīng)時(shí)間Fig.2-2.TheeffectofdifferentfactorsonacidhydrolysisofS.japonicaA:Seaweedcontents;

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文28水解液中甘露醇的濃度達(dá)到最大值為25.88g/L。然而繼續(xù)增加硫酸濃度至0.4mol/L時(shí)，甘露醇濃度略有下降。與先前研究一樣，酸溶液中的氫離子在水解反應(yīng)中起到催化劑的作用[122]，在較低的酸濃度的條件下，溶液中氫離子濃度隨酸濃度的增大而逐漸增大，海....

圖2-3酸濃度、溫度和處理時(shí)間對(duì)海帶水解液中甘露醇濃度的影響

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文32各因素的交互作用影響均與回歸分析及方差分析結(jié)果吻合。圖2-3酸濃度、溫度和處理時(shí)間對(duì)海帶水解液中甘露醇濃度的影響A-C.響應(yīng)面曲線圖，D-F.等高線圖Fig.2-3Responsesurfaceplots(A-C)andcorrespondingcon....

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