微生物发酵法制备1,3-丙二醇的研究进展

杨 云 殷 冉 裴建军

(南京林业大学 化学工程学院，江苏 南京 210037)

1,3-丙二醇(1,3-propanedio，简称1,3-PDO)是一种重要的化工原料[1]，可用于油墨、印染、涂料、化妆品、食品、润滑油和药物等方面的生产。此外，1,3-PDO 还可以作为单体合成聚酯、聚醚、聚氨酯和杂环化合物等，如1,3-PDO与对苯甲酸发生聚合反应可生成极具发展前途的新型聚酯高分子材料聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)。

1,3-PDO的生产方法主要有化学合成法和微生物发酵法，目前实现工业化生产的主要是化学合成法，主要包括丙烯醛水合加氢法和环氧乙烷羰基化法。但该方法存在设备投资大、工艺要求严格、产品提取难度大、副产物多、三废处理成本高、原料不可再生等诸多问题。以葡萄糖或甘油为底物，通过微生物发酵法制备1,3-PDO具有反应条件温和、操作简单、选择性好、转化率高、副产物少、原料可再生、绿色环保等优点，已成为本产品制备领域中研究的热点和发展的趋势[2]。本文从发酵菌种、发酵工艺、1,3-丙二醇代谢中关键酶和制备1,3-丙二醇基因工程菌等几个方面对发酵法生产1,3-丙二醇的国内外研究现状进行了综述。

1 生产1，3-丙二醇的发酵菌种

目前从自然界中发现的能够生产1,3-PDO的微生物菌种都是细菌，主要集中在肠杆菌科、乳杆菌属和梭菌属。肠道细菌中主要有肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellaneumoniae)、产气克雷伯氏菌(Klebsiellaaerogenes)、弗氏柠檬菌(Citrobacterfreundii)和成团肠杆菌(Enterobaeteragglomerans)；乳杆菌属的包括短乳杆菌(Lactobacillibrevis)和布氏乳杆菌(Lactobacillibuchneri)；梭菌属主要包括丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridiabutyricum)和巴氏梭状芽孢杆菌(Clostridiapasteuianu)。肺炎克雷伯氏菌、丁酸梭状芽孢杆菌和弗氏柠檬菌因具有较高的甘油、1,3-PDO耐受力以及较高的底物转化率和生产强度，是目前研究较多的三种菌种[3]。……