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化石燃料是一种不可持续利用的资源，随着石油储存量的急剧下降，石油及能源短缺问题成为目前各国亟待解决的宏观战略问题，寻找一种可再生的替代能源成了当务之急。研究表明，生物丁醇具有燃烧值高、疏水性强、挥发性低以及可与汽油以任意比例混合等优点，因此极具发展潜力。然而，传统发酵法生产丁醇主要以玉米等谷物产品作为原料，存在生产成本高（占总成本的60-70%）、与人争粮等问题。以量大价廉的非粮生物质如秸秆纤维质为原料进行丁醇发酵则能大大降低其生产成本，同时能实现废弃生物质的资源化利用和避免引发粮食危机问题。本文采用从自然界筛选到的拜氏梭菌（Clostridiumbeijerinckii）G-23菌株，进行了玉米芯水解液发酵法生产丁醇的研究。从133份森林土样中筛选得到205株丙酮丁醇产生菌，其中G-23菌株能够有效利用葡萄糖、木糖及葡萄糖和木糖的混合糖进行丙酮丁醇发酵，丁醇产量分别达到了12.6g/L，10.5g/L和10.1g/L，总溶剂产量分别为18.9g/L、17.6g/L和16.5g/L。G-23菌落呈金黄色，根据其形态、生化特征及16S rDNA鉴定将其确定为糖型的拜氏梭菌（Clostridiumbeijerinckii）。采用水磨预处理，可提高玉米芯的酶解效率，水解液中的还原糖浓度相比对照组提高了65%。将水磨预处理与酶糖化过程相偶联后对玉米芯进行水解，相比偶联前水解周期缩短了58%，即由原来的66h缩短至28h。进一步优化实验得到玉米芯水解的最佳酶条件为：每克玉米芯加入11.25FPU纤维素酶和2505U木聚糖酶。在pH=5.0、温度为50℃的条件下水解28h，还原糖浓度达76.3g/L，其主要成份包含葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和果糖，其中葡萄糖和木糖浓度分别为38.9g/L和34.4g/L。以玉米芯水磨酶水解液为原料，采用G-23菌株进行分批发酵，丁醇和总溶剂产量分别达到7.6g/L和12.8g/L，还原糖利用率为90.1%，其中葡萄糖和木糖的利用率分别为95.6%和83.9%。对玉米芯水解液进行高压灭菌处理，以及玉米芯水解残渣的存在会对发酵产生较强的抑制作用。乙酸铵可促进溶剂的积累，添加0.3%（w/v）的乙酸铵时，丁醇和总溶剂产量分别提高了15.6%和18.3%。在P2培养基的基础上对发酵条件进行了优化，结果为：以未经稀释的玉米芯水解液作为碳源，加入尿素0.2%，CaCO30.3%，乙酸铵0.3%，在pH6.5，温度为37℃条件下进行间歇振荡培养。结果表明：溶剂产量稳定，丁醇和总溶剂产量最大达到9.5g/L和14.3g/L，得率分别为0.14g/g和0.22g/g还原糖。