微生物丙酮丁醇

《微生物丙酮丁醇》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、丙酮丁醇梭菌Clostridiumacetobutylicum基本特點(diǎn)丙酮丁醇發(fā)酵影響丙酮丁醇發(fā)酵的因素展望丙酮丁醇梭菌一種革蘭染色陽性、細(xì)胞呈梭狀、細(xì)胞大小(0.6～0.9)μm×(2.4～4.7)μm，常含細(xì)菌淀粉粒，以周生鞭毛運(yùn)動(dòng)。表面菌落圓形、突起，直徑3～5mm，邊緣不規(guī)則，色灰白，半透明，表面有光澤。嚴(yán)格厭氧，能分解蛋白質(zhì)和糖類；生物素和對(duì)氨基苯甲酸作生長(zhǎng)因子。產(chǎn)生大量的丙酮、丁醇和乙醇等溶劑，是重要的工業(yè)發(fā)酵菌種。廣泛分布于土壤和谷物等種子表面?；咎攸c(diǎn)丙酮丁醇發(fā)酵丙酮丁醇是優(yōu)良的有機(jī)溶劑和重要的化

2、工原料，廣泛應(yīng)用于化工、塑料、有機(jī)合成、油漆等工業(yè)。丁醇作為燃料，其熱值和汽油相當(dāng)，遠(yuǎn)高于乙醇，隨著石油資源的匱乏，丁醇顯示出在能源方面的實(shí)用價(jià)值。丙酮丁醇發(fā)酵是一項(xiàng)傳統(tǒng)的大宗發(fā)酵，我國從建國初期開始利用玉米粉進(jìn)行丙酮丁醇發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)也形成了穩(wěn)定的發(fā)酵工藝。由于石化工業(yè)的發(fā)展，丙酮丁醇發(fā)酵逐漸衰退。但是隨著石化資源的耗竭和溫室效應(yīng)等環(huán)境問題的日益突出，利用可再生資源生產(chǎn)化工原料和能源物質(zhì)受到高度重視。丙酮丁醇發(fā)酵重新顯示出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，菌種選育和發(fā)酵工藝的改進(jìn)已經(jīng)取得較大的進(jìn)步。代謝機(jī)理產(chǎn)酸期發(fā)酵起始階段，

3、PH6.0~7.0，合成代謝分解代謝的進(jìn)行產(chǎn)生大量丁酸和乙酸，伴隨PH降低到5.0產(chǎn)生氣體二氧化碳，氫氣。發(fā)酵液酸度急劇上升。主要產(chǎn)物：乙酸、丁酸產(chǎn)溶劑期丙酮丁醇梭菌生長(zhǎng)處于穩(wěn)定期，發(fā)酵液的還原傾向增強(qiáng)，乙酸、丁酸等被還原成丙酮、丁醇等新的產(chǎn)物，PH上升，進(jìn)入產(chǎn)溶劑期。主要產(chǎn)物：丙酮、丁醇產(chǎn)酸代謝葡萄糖是丙酮丁醇菌容易利用的糖類，經(jīng)過糖酵解（EMP）途徑產(chǎn)生丙酮酸。丙酮酸和CoA在丙酮酸-鐵氧還蛋白氧化還原酶（b）的作用下生成乙酰-CoA，同時(shí)產(chǎn)生CO2。在乙酸的形成過程中，磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶（PTA）(g)催化乙酰

4、-CoA生成?；姿狨?，接著在乙酸激酶（AK）(h)的催化下生成乙酸。乙酰-CoA在硫激酶(i)、3-羥基丁酰-CoA脫氫酶(j)、巴豆酶(k)和丁酰-CoA脫氫酶(l)4種酶的催化下生成丁酰-CoA，然后經(jīng)磷酸丁酰轉(zhuǎn)移酶（PTB）(m)催化生成丁酰磷酸鹽，最后丁酰磷酸鹽經(jīng)丁酸激酶(n)去磷酸化，生成丁酸。產(chǎn)溶劑代謝乙酰乙酰-CoA∶乙酸/丁酸∶CoA轉(zhuǎn)移酶(s)是溶劑形成途徑中的關(guān)鍵酶之一，有廣泛的羧酸特異性，能催化乙酸或者丁酸的CoA轉(zhuǎn)移反應(yīng)。乙酰乙酰-CoA轉(zhuǎn)移酶在轉(zhuǎn)化乙酰乙酰-CoA為乙酰乙酸的過程中可以

5、利用乙酸或丁酸作為CoA接受體，而乙酰乙酸脫羧形成丙酮。乙酸和丁酸在乙酰乙酰-CoA∶乙酸/丁酸∶CoA轉(zhuǎn)移酶的催化下重利用，分別生成乙酰-CoA和丁酰-CoA。丁酰-CoA經(jīng)過兩步還原生成丁醇。影響丙酮丁醇發(fā)酵的因素溶劑的終濃度低一般發(fā)酵后總?cè)軇┑馁|(zhì)量濃度在15～18g/L，因此產(chǎn)品分離的成本占總成本很大的比例。丁醇對(duì)菌種的毒性大由于丁醇對(duì)細(xì)胞的毒性，當(dāng)發(fā)酵液中丁醇的質(zhì)量濃度達(dá)到11g/L時(shí)，50%左右的微生物因受丁醇的抑制而不能生長(zhǎng)，從而影響了最終的溶劑濃度。溶劑產(chǎn)率低產(chǎn)物比例不符合需要一般丙酮丁醇發(fā)酵中，產(chǎn)

6、物丙酮、丁醇、乙醇的比例大概為3∶6∶1，而實(shí)際上需要更高比例的丁醇。發(fā)酵原料價(jià)格較高目前丙酮丁醇發(fā)酵最常用的原料是玉米和糖蜜，而這些原料的價(jià)格相對(duì)較高，使得生產(chǎn)成本較高。展望隨著石油資源短缺,石油價(jià)格的不斷上揚(yáng),以及人們對(duì)能源、環(huán)境問題重視程度的提高,這給微生物發(fā)酵技術(shù)在未來化工生產(chǎn)中帶來了新的發(fā)展機(jī)遇;同時(shí),隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展,微生物發(fā)酵法對(duì)原料的選擇性會(huì)不斷增大,除了淀粉質(zhì)原料外,纖維質(zhì)原料會(huì)逐漸被開發(fā)利用,纖維質(zhì)原料是一種取之不盡的可再生的廉價(jià)原料;另外,發(fā)酵工藝技術(shù),裝備技術(shù),也在高速度的發(fā)展,屆時(shí)

7、生物法的生產(chǎn)成本會(huì)大大降低,生物化工市場(chǎng)前景一片廣闊。ThankYou!LOGO