利用克雷伯肺炎杆菌限制性底物发酵生产1,3丙二醇概要.PDFVIP

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，２８（１０）：４９～５４ 利用克雷伯肺炎杆菌限制性底物发酵 生产１，３丙二醇 １ １ ２ １ １ 苗茂栋 　吴　敏 　邵千飞 　马全红 　蒋知欲 （１东南大学化学化工学院　南京　２１１１８９　２安徽立兴化工有限公司　绩溪　２４５３００） 摘要　研究了克雷伯肺炎杆菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）批式流加发酵生产 １，３ 丙二醇的发酵工 艺，根据１，３ 丙二醇（１，３ＰＤ）的生产和菌体生长相关的特点，采用营养基质限制性流加的发酵 工艺，通过控制氮源氯化铵以保持细胞稳定生长。结果表明：过低的氮源浓度，细胞生长受到限 制，影响产物１，３ＰＤ的合成；过高的氮源浓度，细胞比生长速率增加，但 １，３ＰＤ关于消耗甘油的 得率降低，用于生长和维持代谢所消耗的甘油量增加。以０．４１ｇ／（Ｌ·ｈ）的氮源流加速率，残余 氯化铵浓度在０．１ｇ／Ｌ时，转化率和生产强度最高。发酵２５ｈ～２８ｈ后，１，３ 丙二醇最终浓度达 到５２．０３ｇ／Ｌ，生产强度为２．０４ｇ／（Ｌ·ｈ），相对于甘油的摩尔转化率为０．６６，分别比氮源限制前提 高了２８．０％、３５．１％及２９．４％。通过限制性流加氯化铵，控制细胞的比生长速率，使底物甘油有效 转变为发酵的目标产物１，３ＰＤ，有效实现产物１，３ＰＤ的高生产强度以及对甘油的高转化率。 关键词　１，３ 丙二醇　氮源限制流加　比生长速率　生产强度　摩尔转化率 中图分类号　ＴＱ９２３ 　　为替代日趋紧缺的石油、煤、天然气等化石资源， 　　文献研究了甘油发酵的转化率情况，在以甘油为 推进以生物质工程技术为核心的绿色生态材料的发 底物的发酵中，如乙酸能够作为甘油代谢的唯一副产 展，生物基多元醇１，３ 丙二醇（１，３Ｐｒｏｐａｎｅｄｉｏｌ，简称 物，则 １，３ 丙二醇的产率会达到最高值 ０．６７ｍｏｌ／ １，３ＰＤ）的技术开发已列入２００８年国家发改委生物基 ｍｏｌ，若将丙酮酸裂解所产生的乙酰ＣｏＡ导入三羧酸循 材料高技术产业化专项规划。１，３ 丙二醇与对苯二 环（ＴＣＡ）从而产生ＮＡＤＨ和ＡＴＰ，摩尔转化率最高可 ２ 甲酸聚合而成的聚酯纤维（ＰＴＴ），是目前合成纤维新品 ［５，６］ ［７］ 达到０．８８ 。陶春平等 发现氮源浓度对菌体生长、 ［１，２］ 种开发的热点 ；它还作为医药和有机合成的中间体 产物和副产物的代谢有着重要影响，维持发酵培养基 ［３］ 应用于化妆品、制药及生物材料中 。克雷伯氏杆菌 起始５．３５ｇ／Ｌ（ＮＨ）ＳＯ浓度不变，控制流加氨水稀 ４ ２ ４ 是微生物发酵甘油生产 １，３ 丙二醇的菌种之一，在 释率可以提高１，３ＰＤ的最终浓度和甘油到１，３ＰＤ的 厌氧及好氧条件下均可代谢甘油生产 １，３ 丙二醇。