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甘油发酵生产1，3-丙二醇的菌种筛选及培养基优化研究

作　者: 张志强
导　师: 刘云国
学　校: 湖南大学
专　业: 环境工程
关键词: 1,3-丙二醇甘油肠道细菌培养基优化
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

1,3-丙二醇（1,3-propanediol,简写为1,3-PDO）是一种重要的化工原料,可以作为单体来生产聚酯、聚醚、聚酰胺等聚合物,市场空间巨大。尤其是以1,3-丙二醇为单体合成的聚酯材料PTT,因具有良好的弹性、耐污染性、良好的着色性和良好的生物降解性等受到越来越多的关注,也为1,3-丙二醇的大规模生产展示了美好的前景,从而使1,3-丙二醇的研究与开发越来越受到人们的重视。在能源日益紧缺的今天,研究以可再生资源为原料生产生物柴油,对环境污染小,副产物甘油用于微生物转化法生产1,3-丙二醇具有积极的现实意义。随着发展中国家植物油产量的大幅度提高和在化工中的大量使用,甘油在世界市场上将逐步过剩并且价格下降,使开发利用生物技术将甘油作为底物转化为高价格的产品（如1,3-丙二醇）成为瞩目的焦点。本实验采用的粗甘油来自利用光皮树制取生物柴油的副产物。光皮树制取生物柴油的过程中将大量产生甘油,为了更好的利用甘油,将其转化为高价格的产品（如1,3-丙二醇）,本实验从光皮树林土壤中诱集分离筛选得到8株形态特征不同的菌体。通过摇瓶培养后进行气相色谱测定得到一株效果较好的发酵甘油生产1,3-丙二醇细菌sx7。对菌体sx7进行形态特征观察、生理生化等实验发现该菌为革兰氏阳性菌,无芽孢,兼性厌氧菌,接触酶阴性。再根据精氨酸产氨,淀粉水解、明胶液化和生长条件等实验初步判定该菌为肠道细菌。将该肠道细菌sx7进行好养培养96h、厌氧培养96h、先好氧后厌氧（各48h）培养,发现在完全厌氧的条件下,该菌产量为最高,为17.18g/L,转化率为52.00%。为了使得该菌株歧化甘油生产1,3-丙二醇的产量得到提升,对其培养条件中微量元素、有机盐、无机盐、发酵pH、培养时间、培养温度等进行了系统研究。确定最佳发酵培养基是:甘油40.00g/L,KH₂PO₄ 0.50 g/L,K₂HPO₄·3H₂O 1.00 g/L,（NH₄）2SO₄ 3.00 g/L,CaC12·2H₂O 0.02 g/L,CaC03 2.00g/L,酵母粉3.00g/L,微最元素溶液4ml/L,Fe2SO4 5.00mg/L,MgSO4·7H2O 0.05g/L。该菌株1,3-PDO产量为25.03g/L,对甘油的转化率达到75.76%。较之优化前,产量提升了7.85g/L,转化率提升了23.76%。

甘油发酵生产1，3-丙二醇的菌种筛选及培养基优化研究

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