木糖母液发酵生产2，3-丁二醇的研究

汪东升，张翠英，彭晓培，周磊，肖冬光

（工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津300457）

木糖母液发酵生产2，3-丁二醇的研究

汪东升，张翠英，彭晓培，周磊，肖冬光*

（工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津300457）

对4株2，3-丁二醇生产菌株利用木糖的能力进行比较，其中肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae CICC 10011）具有最佳的发酵性能，并以该菌为出发菌株对其利用木糖母液发酵2，3-丁二醇进行研究。首先通过单因素试验研究木糖母液和氮源对2，3-丁二醇发酵的影响，然后采用L9（34）正交试验优化发酵培养基的主要成分，优化后的培养基组分为，木糖母液 90g/L，玉米浆 12g/L，K2HPO47g/L，KH2PO42 g/L，（NH4）2SO42 g/L，柠檬酸钠 3 g/L，MgSO4·7H2O 0.1 g/L，FeSO4·7H2O 0.005 g/L，MnSO4·7H2O 0.005 g/L，ZnSO4·7H2O 0.01 g/L。在优化后的发酵培养基中进行摇瓶发酵，72 h发酵2，3-丁二醇浓度为35.7 g/L，比优化前增加了7.5 g/L，2，3-丁二醇得率达到了理论得率的92%。

菌种筛选；木糖母液；2，3－丁二醇；培养基优化

Abstract:Four 2,3-butanediol producing strains were compared to utilize xylose,in which Klebsiella pneumoniae CICC 10011 was the best,with which as the starting strain xylose mother liquor was used to produce 2,3-butanediol.Firstly,single-factor experiments were carried out to study the effects of xylose mother liquor and nitrogen source.The fermentation medium was then optimized by orthogonal design.The optimized composition was as follows:xylose mother liquor 90 g/L，CSLP 12 g/L，K2HPO47 g/L，KH2PO42 g/L，(NH4)2SO42 g/L,sodium citrate 3 g/L，MgSO4·7H2O 0.1 g/L,FeSO4·7H2O 0.005 g/L,MnSO4·7H2O 0.005 g/L,ZnSO4·7H2O 0.01 g/L.Under above conditions,final concentration of 2,3-butanediol reached 35.7 g/L,7.5 g/L higher than that under the initial conditions,the yield was 92%of the theory.

Key words：strain screening;xylose mother liquor;2,3-butanediol;medium optimization

2，3-丁二醇是一种无色无味的手性化合物，存在3 种旋光异构体，分别为 D－（－）－2，3-丁二醇，L－（＋）-2，3-丁二醇和 meso-2，3-丁二醇[1-2]。作为一种大宗化学品，广泛应用于化工、食品、医药、燃料以及航空航天等多个领域。目前，利用微生物发酵生产2，3-丁二醇已经获得广泛的研究，其常见原料为淀粉水解液、糖蜜、乳清等[3-4]，成本较高。其中木质纤维原料含糖量丰富，来源广泛，成本较低，经过化学和生物的处理可以用以生产2，3-丁二醇。玉米芯作为一种木质纤维素原料，在我国有广泛的来源。木糖母液是以玉米芯为原料生产木糖醇工业中的副产物，混合糖含量高，主要成分是木糖，还有少量的阿拉伯糖和葡萄糖[5]。……