利用甜菜糖蜜补料发酵生产丁醇

从土壤中分离出1株适合利用甜菜糖蜜发酵生产丁醇的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)2N,通过优化发酵条件,得到最适发酵温度为33℃,玉米浆最适添加量为15g/L,发现甜菜糖蜜中还原糖质量浓度高于50g/L时影响菌株的生长和溶剂生产。以补料分批发酵方式降低底物抑制,33℃发酵48h后,丁醇和总溶剂的质量浓度分别达到14.15g/L和19.65g/L,丁醇质量分数超过70%。     

甘蔗渣和糖蜜混合发酵制备燃料丁醇

以抗逆突变株Clostridium beijerinckii IB4为研究对象,葡萄糖为C源,对其进行补料分批发酵过程的优化,同时将该优化工艺应用于甘蔗渣和糖蜜混合发酵制备燃料丁醇。结果表明:在5 L发酵罐中,先加入作为还原糖的甘蔗渣酸解糖液10 g/L,16 h后补加甘蔗糖蜜30 g/L,于35℃、100 r/min发酵50 h,丁醇和总溶剂产量分别达到11.1和15.3 g/L,丁醇比例高达72.5%。     

萃取耦合技术对玉米秸秆水解液发酵产丁醇的影响

本研究以玉米秸秆水解液为原料,通过萃取发酵技术生产燃料丁醇,以提高丁醇产量,降低生产成本。通过对萃取剂的筛选与条件优化,确定纤维丁醇发酵的萃取剂为油醇,添加时间为发酵0 h,添加比例为1:1 (V/V)。该条件下发酵32 g/L糖浓度的玉米秸秆水解液,丁醇和总溶剂产量分别为3.28 g/L和4.72 g/L,比对照分别提高958.1%和742.9%。以D301树脂脱毒后5%总糖浓度的玉米秸秆水解液进行丁醇萃取发酵,丁醇和总溶剂产量分别达到10.34 g/L和14.72 g/L,发酵得率为0.31 g/g,与混合糖发酵结果相当。研究结果表明萃取发酵技术能够显著提高原料的利用率和丁醇产量,为纤维丁醇工业化生产提供了技术支撑。     

拜氏梭菌13-2发酵甘蔗渣水解液生产丁醇的研究

目的:蔗渣是一种重要的可再生生物质资源,蔗渣原料生产丁醇将大大降低丁醇的成本.方法:实验利用0.25 ～3.0%不同浓度稀H2SO4对蔗渣进行121℃的高温作用1h,以水解液为碳源,进行丁醇的发酵实验.结果:相对于8052菌株,13 -2菌株对甘蔗渣水解液具有更高的发酵效率,在0.5%硫酸用量条件下,13 -2菌株的丁醇发酵量最高,达到4.5g/L.而8052只有2.3g/L的丁醇发酵量.结论:在同等条件下,拜氏梭菌菌株13 -2比模式菌株8052具有更高的溶剂产量和抑制物耐受能力,最佳的蔗渣水解条件为1.5%硫酸用量,丁醇发酵量和总溶剂分别为4.57g/L和5.41 g/L.     

小麦淀粉废水发酵生产丁醇

为降低丁醇发酵的生产成本,以工业废弃物小麦淀粉废水为辅料,在分析废水组成的基础之上补加适当营养成分发酵生产丁醇。选取对丁醇发酵影响最大的木薯浓度、N源种类、N源浓度、无机盐和原料处理方式等因素分别进行考察。结果表明:对于低浓度废水,添加70 g/L木薯、2 g/L酵母粉、1 g/L K2HPO4,原料糊化水解,能够获得较好的摇瓶发酵效果,丁醇和总溶剂产量最高可分别达到14.72和22.65 g/L。在7 L发酵罐水平上,丁醇和总溶剂产量也分别能达到13.51和23.13 g/L。最终,利用生物柴油进行萃取发酵,其溶剂水平得到进一步提高,丁醇和总溶剂产量可分别达到15.13和29.38 g/L。     

纤维二糖发酵生产丙酮丁醇

分别考察C.acetobutylicum 810705、810706以不同浓度的麸皮和玉米粉添加物作为营养元素,纤维二糖直接进行丙酮丁醇(ABE)发酵的结果,发现2株菌对于玉米粉和麸皮的浓度变化趋势一致,C.acetobutylicum 810706转化率较高。纤维二糖ABE发酵工艺条件表明:玉米粉添加量为总糖含量的30%、底物糖质量浓度60 g/L,pH 6.5、温度35℃时,C.acetobutylicum 810706转化率达到37.38%,总溶剂质量浓度22.43 g/L,比葡萄糖、木糖ABE发酵转化率高。模拟纤维素酶水解产物配制混合糖培养基,其溶剂转化率较单独的葡萄糖、木糖发酵的转化率高,为34.95%。对比纤维素酶水解条件,C.acetobutylicum 810706具有优良的纤维素酶水解同步糖化ABE发酵能力。     

响应面法优化甘蔗糖蜜发酵产丁醇

以甘蔗糖蜜为底物,用响应面法对高丁醇比突变菌株拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)ART124发酵生产丁醇的培养条件进行优化.首先利用Plackett - Burman试验设计筛选出影响丁醇生产的3个重要因素CaCO3和NH4 HCO3和K2HPO4的用量,再通过最陡爬坡路径逼近最大向应区域,最后根据响应面中心组合设计理论,确定主要影响因素的最佳条件:CaCO3、NH4HCO3和K2HPO4的质量浓度分别为2.65、2.16和0.43 g/L.利用数学模型分析预测得甘蔗糖蜜质量浓度为30 g/L时,最佳的丁醇产量为8.10 g/L,比优化前提高了53.14％.在最佳工艺条件下得到的实验结果与模型预测值很吻合,说明所建立的模型是有效的.     

铁改性沸石对Clostridium acetobutylicum XY16固定效率及发酵性能的影响

考察4种无机铁盐改性沸石对丁醇生产菌Clostridium acetobutylicum XY16的固定效率及其发酵产丁醇性能的影响。结果表明:铁改性沸石对菌体的固定效率均优于未改性沸石,而Fe3+改性效果优于Fe2+,经FeCl3改性的沸石对菌体具有良好的吸附作用,当Fe3+-zeolite用量为180 g/L时,细胞的固定效率达到87%。在此基础上,比较了沸石负载的铁离子量对丁醇发酵性能的影响,沸石负载的铁离子量为6.0 mg/g时可显著提高丁醇发酵性能,当葡萄糖质量浓度为60 g/L时进行发酵,丁醇产量为13.5 g/L,总溶剂可达20 g/L,总溶剂的生产速率为0.385g/(L.h),比游离细胞发酵分别提高了9.5%、10.3%和40%。     

产丁醇芽孢杆菌的分离、筛选与鉴定

通过富集培养和分离纯化等过程,从种植怀地黄的土壤中分离得到一株产丁醇兼性厌氧细菌菌株C2。以7%的玉米醪液为原料总溶剂(丙酮、丁醇、乙醇,ABE)产量可达17.17g/L,其中丁醇11.2g/L,占65.2%;发酵玉米秸秆糖化液(总糖浓度为25g/L)产总溶剂量为3.64g/L,其中丁醇2.63g/L,占72.3%。形态学、生理生化及系统发育研究表明该菌株为革兰氏阳性芽孢杆菌(Bacillus),与B.vallismortis、B.atrophaeus和B.mojavensis亲缘关系最近。     

稀酸水解玉米芯制备丁二酸

利用正交设计得到稀H2SO4水解玉米芯制备混合糖液的优化工艺:玉米芯料液比1∶5(质量体积比),物料粒径250~380μm、H2SO4用量3%(体积分数)、水解温度126℃、反应时间2.5 h。此工艺条件下的总糖收率达90%,总糖质量浓度为60 g/L,发酵抑制物糠醛含量为0.87 g/L,5-羟甲基糠醛含量为0.68 g/L。在此基础上利用活性炭吸附和Ca(OH)2中和对玉米芯混合糖液进行脱毒及脱盐处理,SO42-脱除率达96%,色素脱除率为96%,糠醛、5-羟甲基糠醛及多酚类物质脱除率均高于50%。处理后的玉米芯多组分糖液作为产琥珀酸放线杆菌(Actinobacillus succino-genes)NJ113的发酵C源,当培养基中初始总糖质量浓度为50 g/L时,丁二酸收率为61.68%,丁二酸质量浓度为30.8 g/L;初始总糖质量浓度为70 g/L时,丁二酸收率仍可达50%以上,丁二酸质量浓度为35.2 g/L。发酵实验表明,将经过脱毒脱盐处理的玉米芯多组分糖液替代葡萄糖作为C源发酵制备丁二酸具有可行性。     

Bacterial cellulose production by fed-batch fermentation in molasses medium

Batch and fed-batch fermentations for bacterial cellulose (BC) production using molasses as a carbon source by Acetobacter xylinum BPR2001 were carried out in a jar fermentor. For improvement of BC production, molasses was subjected to H2SO4-heat treatment. The maximum BC concentration by this treated molasses increased 76%, and the specific growth rate increased 2-fold compared with that by untreated molasses. In batch fermentation, when the initial sugar concentrations of H2SO4-heat-treated molasses were varied from 20 to 70 g/L, the highest value of maximum BC concentration of 5.3 g/L was observed at 20 g/L. BC production in intermittent fed-batch (IFB) fermentation was conducted referring to the data in batch fermentation, and the highest BC production of 7.82 g/L was obtained when 0.2 L of molasses medium was added five times. When continuous fed-batch (CFB) fermentations were conducted, maximum BC concentration was obtained with a feeding rate of 6.3 g-sugar/h, which was derived from the optimal IFB experiment.     

树干毕赤酵母和酿酒酵母混合糖发酵产乙醇

以树干毕赤酵母和酿酒酵母为发酵菌株,酸性蒸汽爆破玉米秸秆预水解液和纯糖模拟液为C源,采用固定化酵母细胞的方法,研究了酸爆玉米秸秆预水解液初始pH、N源种类及其浓度、3种发酵模式对树干毕赤酵母戊糖发酵的影响。结果表明:玉米秸秆预水解液适合发酵的初始pH范围为6.0～7.0;1.0 g/L的(NH4)2SO4作为N源,在40 g/L葡萄糖和25 g/L木糖培养基中发酵24 h,糖利用率达到99.47%,乙醇质量浓度为24.72 g/L,优于尿素和蛋白胨作为N源;3种模式的发酵体系中,以游离树干毕赤酵母和固定化酿酒酵母发酵性能最好,糖利用率和乙醇得率分别为99.43%和96.39%。     

玉米芯稀酸水解及L-乳酸发酵研究

对玉米芯稀硫酸水解条件及糖化液发酵L-乳酸进行了初步研究。结果表明,玉米芯木聚糖最适水解条件为2%H2SO_4、120℃、30 min、固液比1:10,糖化液还原糖含量可达40.8 g/L,主要成分为木塘。细菌A-19可以利用水解液中的葡萄糖和木糖产酸,最适发酵条件为45℃、pH 6.5,从45℃～51℃、pH 5.5～pH 6.5产量均较高。用未浓缩的水解液发酵24 h,L-乳酸产量为30.6g/L,残糖为1.6 g/L,糖酸转化率为82.6%;用浓缩1倍的水解液发酵48 h,L-乳酸产量为41.4 g/L,残糖4.1g/L,糖酸转化率为68.2%,在发酵48 h后继续补料发酵至72 h(补料液为浓缩3倍的水解液),L-乳酸产量为50.9 g/L,残糖6.3 g/L,糖酸转化率为71.8%。该研究为利用木质纤维素生产L-乳酸奠定了一定基础。     

利用甘蔗糖蜜发酵生产花生四烯酸的研究

通过培养高山被孢霉利用糖蜜来发酵生产花生四烯酸(ARA),研究了不同甘蔗糖蜜预处理方法对ARA发酵生产的影响。研究表明:H2SO4法是最利于ARA发酵生产的糖蜜预处理方法。利用预处理的甘蔗糖蜜发酵生产ARA,通过单因素实验设计,确定了最优的培养条件,包括初始还原糖80 g/L,N源6 g/L,接种量20%,初始pH6.0和培养温度25℃,在此条件下发酵,干细胞质量、油脂含量、ARA产量和糖利用率分别达到28.5 g/L、11.7g/L、3.68 g/L和94.5%。     

Co-fermentation of cassava waste pulp hydrolysate with molasses to ethanol for economic optimization

Cassava waste pulp (CWP)–enzymatic hydrolysate was co-fermented with molasses (CWP-EH/molasses mixture) with the aim to optimize ethanol production by Saccharomyces cerevisiae TISTR 5606 (SC 90). The optimal fermentation conditions for ethanol production using this mixture were 245 g/L initial total sugar supplemented with KH₂PO₄ (8 g/L), at 30 °C for 48 h of fermentation under an oxygen-limited condition with agitation at 100 rpm, producing an ethanol concentration of 70.60 g/L (0.31 g ethanol/g total sugar). The addition of cassava tuber fiber (solid residue of CWP after enzymatic hydrolysis) at 30 g/L dry weight to the CWP-EH/molasses mixture increased ethanol production to 74.36 g/L (0.32 g ethanol/g total sugar). Co-fermentation of CWP-EH with molasses had the advantage of not requiring any supplementation of the fermentation mixture with reduced nitrogen.     

休哈塔假丝酵母HDYXHT-01利用木糖生产乙醇的发酵工艺优化

采用Plackett-Burman (PB) 方法和中心组合设计 (Ccentral composit design,CCD) 对休哈塔假丝酵母Candida shehataeHDYXHT-01利用木糖发酵生产乙醇的工艺进行优化。PB试验设计与分析结果表明：硫酸铵、磷酸二氢钾、酵母粉和接种量是影响木糖乙醇发酵的4个关键因素,以乙醇产量为响应目标,采用CCD和响应面分析法 (Response surface methodology,RSM),确定了木糖乙醇发酵的最佳工艺为：硫酸铵1.73 g/L、磷酸二氢钾3.56 g/L、酵母粉2.62 g/L和接种量5.66％,其他发酵条件为：木糖80 g/L,MgSO4·7H2O 0.1 g/L,pH 5.0,培养温度30 ℃,装液量100 mL/250 mL,摇床转速140 r/min,发酵时间48 h,在该条件下发酵液中乙醇产量可以达到26.18 g/L,比未优化前提高了1.15倍。     

Production of poly-β-hydroxybutyrate on molasses by recombinant Escherichia coli

Beet molasses successfully replaced glucose as sole carbon source to produce poly--hydroxybutyrate by a recombinant Escherichia coli strain (HMS174/pTZ18u-PHB). The fermentation with molasses was cheaper than with glucose. The final dry cell weight, PHB content and PHB productivity were 39.5 g/L, 80% (w/w) and 1 g/Lh, respectively, in a 5 L stirred tank fermenter after 31.5 h fed-batch fermentation with constant pH and dissolved O2 content. © Rapid Science Ltd. 1998