【摘 要】
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1,3-丙二醇（1,3-PDO）在工业上存在广泛的应用,特别是作为新型合成材料聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的单体,有着无可替代的作用。全球对1,3-PDO的需求逐年在增加。用生物发酵方法产1
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1,3-丙二醇（1,3-PDO）在工业上存在广泛的应用,特别是作为新型合成材料聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的单体,有着无可替代的作用。全球对1,3-PDO的需求逐年在增加。用生物发酵方法产1,3-PDO更适应时代的发展,既能增加1,3-PDO的产量,又可做到生产过程低耗能高环保。本研究为了减少短乳杆菌产1,3-PDO过程中副产物乳酸的产量,提高1,3-PDO产量和甘油转化率,利用同源重组的方法敲除了短乳杆菌的D-ldhA基因。敲除后的短乳杆菌在24 h的乳酸脱氢酶酶活为30.8 U/mL,比原始菌株的酶活下降了34.7%。用2%葡萄糖和2%甘油发酵,在48 h的乳酸产量为10.07 g/L,比未敲除菌株的乳酸产量下降25.8%;1,3-丙二醇的产量和甘油转化率分别为13.26 g/L和0.78 mol/mol,分别提高了33.33%和19.2%。为了提高1,3-PDO的产量和转化率,对敲除D-ldhA的短乳杆菌的发酵碳源和氮源进行优化。结果显示短乳杆菌工程菌在葡萄糖或果糖作为甘油发酵的共碳源时效果最好;而酵母提取物和蛋白胨按等量组合作为氮源效果较好;甘油和葡萄糖按等量各20 g/L发酵产1,3-PDO的效果最佳。在优化条件下发酵1,3-PDO的最大产量和甘油转化率分别为16.43g/L和0.83 mol/mol。采用分批补料发酵进一步提高1,3-PDO的总产量和转化率,48 h时1,3-PDO的产量达到最大为28.19 g/L,甘油转化率为0.87 mol/mol,生产效率为0.59 g·L-1·h-1。副产物乳酸和乙酸的产量最大为13.44 g/L和12.75 g/L。
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