專利名稱：一種生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由一類含有果聚糖的生物質(zhì)，特別是菊芋或菊苣，通過生 物或化學(xué)的方法將果聚糖降解，使其成為供微生物可以利用的以果糖為主 要成分的碳源，通過微生物發(fā)酵的方法生產(chǎn)丁醇。
背景技術(shù)：
丁醇，也作正丁醇，俗稱1 一.丁醇，英文簡寫為n-butanol; n-butyl alcohol; l-butanol，它是無色液體，有酒精味，相對密度0.8109，熔點一卯.2匸，沸 點117.7。C，與乙醇、乙醚及其它多種有機(jī)溶劑混溶。蒸汽與空氣形成爆炸 性混合物，爆炸極限1.45—11.25% (體積)。
丁醇是一種重要的有機(jī)化工原料，用途非常廣泛，主要用于鄰苯二甲酸 正丁酯、脂肪二元酸和磷酸丁酯、丙烯酸丁酯及醋酸丁酯等；可經(jīng)過氧化 生產(chǎn)丁醛或丁酸；還可用作油脂、醫(yī)藥和香料的提取溶劑以及醇酸樹脂的 添加劑等。還可用作有機(jī)染料和印刷油墨的溶劑、脫蠟劑。我國丁醇主要 用于生產(chǎn)醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯及醫(yī)藥中間體等，用 量較大的是醋酸丁酯、丙烯酸丁酯和鄰二甲酸丁酯(DBP)，分別占我國丁 醇消費總量的32.7%、 15.3%和9%。
目前，正丁醇的生產(chǎn)方法有正丁醛加氫法、丙烯羰基合成一步法、丁 烯醛加氫法、發(fā)酵法、乙烯齊聚制高級脂肪醇副產(chǎn)丁醇法。隨著上世紀(jì)70 年代后期石油化工業(yè)的迅猛發(fā)展，發(fā)酵法逐漸被淘汰。而近年來由于石油 價格的飛速上漲，加之石油資源的日益緊缺，糧食發(fā)酵法生產(chǎn)丁醇的技術(shù) 重新顯示出其優(yōu)勢。我國的丁醇生產(chǎn)自80年代開始才有較大的發(fā)展，其中 以乙醛縮合法和發(fā)酵法生產(chǎn)正丁醇的裝置由于成本高，紛紛停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。 21世紀(jì)伊始，隨著世界石油價格的飛漲，發(fā)酵法重新得到了業(yè)內(nèi)人士的重 視。菊芋、菊苣等果糖源生物質(zhì)具有糖含量高，價格低廉，容易轉(zhuǎn)化利用 等特點，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玉米、馬鈴薯、糖蜜等價格高的物質(zhì)作為丁 醇生產(chǎn)的良好底物應(yīng)用到發(fā)酵工業(yè)中
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇的方法；其生產(chǎn)成本低，
原料來源廣泛，工藝簡單，技術(shù)路線成熟，可產(chǎn)業(yè)化實施。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇的方法，以菊粉植物為原料，將菊粉植物富含 菊粉的器官預(yù)處理后經(jīng)滅菌接入微生物，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生產(chǎn)丁醇； 產(chǎn)生的丁醇可以是正丁醇，也可以是丁醇的其他同分異構(gòu)體。
1 )將碳水化合物，通過生物和/或化學(xué)的方法，將其降解為微生物可
以利用的以果糖為主要成分的碳源。
2 )對上述的以果糖為主要成分的碳源，經(jīng)過預(yù)處理，使其滿足微生物 生長的要求。預(yù)處理是指調(diào)節(jié)pH值，添加營養(yǎng)成分，去除影響丁醇生產(chǎn)的 有害成分，培養(yǎng)基滅菌或它們的組合；所述pH值是指在丁醇發(fā)酵過程中適 合各種丁醇菌以及各種基因工程構(gòu)建的菌種生長代謝的培養(yǎng)基的pH值，范 圍為3-9;
3 )將具有轉(zhuǎn)化果糖和/或葡萄糖生產(chǎn)丁醇能力的菌株作為生產(chǎn)菌株，
將經(jīng)降解后以果糖為主要成分的碳源作為供微生物生長和轉(zhuǎn)化丁醇所需的 碳源，發(fā)酵生產(chǎn)丁醇。
菊粉是指一系列果糖多聚物，末端帶有一個葡萄糖殘基；所述菊粉植物 是指菊芋、菊苣和/或大麗花富含菊粉的植物；所述富含菊粉的器官是指菊 粉植物的塊根或塊莖。
所述預(yù)處理是指將菊粉植物富含菊粉的器官通過物理，化學(xué)或生物的方
法加工成菊芋片、菊芋粉、菊粉等便于后續(xù)加工的原料；或進(jìn)一步將上述 原料通過化學(xué)法如稀酸水解法，或生物法；利用菊粉酶將其降解成為微 生物可以利用的富含糖的原料，如利用菊粉酶水解果聚糖、陽離子交換 樹脂水解果聚糖、酸水解果聚糖。
生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)包括微生物的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，同時也包括微生物有 氧生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇；所述微生物是指一類可利用葡萄糖、果糖、木糖、 甘露糖等單糖，或蔗糖、麥芽糖、'果寡糖等寡糖，或菊粉等多糖碳源，生
產(chǎn)丁醇的常用微生物。如野生型微生物拜氏丁醇梭菌(C. ^;/m>7cyb7)， 丙嗣丁酉享梭菌(C acetoZw/y//cww)或C/os^/d/wM
■sacc/zarope^w^/acetom'cww,或經(jīng)過基因工禾呈改造具有轉(zhuǎn){七果豐唐、葡萄半唐生 產(chǎn)廠酉孚能力白勺C. 6e^enVzch7， C. <acetoZ M0;//cMm， C7astn'<i/Mmsacc/ araper6M(v/acetom'ci/m， 以及大月湯桿菌(五.co//)、酉良 酉酉孝母 (5"acc/2aro附少ces cerev/w.ae)或運動發(fā)酵單月包菌(Z^7womowos mo6///s)。
可利用菊粉的微生物為Clostridiumpasteurianum var.I-53 (文獻(xiàn)Hitoshi Oiwa， Mutsuo Naganuma and Shun-ichi Ohnuma Agric. Biol. Chetn., 51 (10), 2819-2820, 1987)
具體過程可為
1) 將菊粉植物的塊莖按常規(guī)方法加工成菊芋粉和/或菊粉后，制成質(zhì)量 濃度2 20%的溶液；
2) 發(fā)酵丁醇將可利用菊粉的微生物接入滅菌的以菊芋粉或菊粉為主
要碳源的培養(yǎng)基中，菊芋粉或菊粉質(zhì)量濃度為2 20%，培養(yǎng)溫度20 6(TC， 培養(yǎng)40 300h,得丁醇。丁醇菌培養(yǎng)基重量組成為菊芋粉或菊粉10-200g/L、 酵母膏5-30g/L、蛋白胨5-30g/L、 CH3COONH4l-3g/L、 MgS04*7H20 0.1-0.5g/L、 KH2PO40.1-0.5g/L、 FeS04'7H20 0.04g/L; 或者為.-
1) 將菊粉植物的塊莖按常規(guī)方法加工成菊芋粉和/或菊粉后，制成質(zhì)量
濃度2 20%的溶液；
2) 菊芋粉酶解過程如下
A.在每升質(zhì)量濃度為2 20%的菊芋粉或菊粉溶液中，加入 1000U 100000U單位的菊粉酶的比例配制菊粉或菊芋粉酶解反應(yīng)液，菊粉 酶酶活定義為每分鐘水解底物產(chǎn)生1微摩爾果糖所需要的酶量，調(diào)pH=4 6， 50 65。C反應(yīng)2 60h，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，成為微生物可以利用的富含單糖的 原料，將反應(yīng)液調(diào)至中性，滅菌；
或B .將菊芋粉用鹽酸、硫酸等酸處理(pH介于1-6之間)，使之水解； 或是利用陽離子交換樹脂使之水解，'，成為微生物可以利用的富含單糖的原 料。
3) 丁醇發(fā)酵將可利用單糖碳源生產(chǎn)丁醇的常用微生物接入滅菌的 菊粉酶解液中，使培養(yǎng)基中糖濃度達(dá)到2% 20%，培養(yǎng)溫度為20 6(TC，培 養(yǎng)40 300h，得丁醇。丁醇菌培養(yǎng)基重量組成為菊芋粉或菊粉10-200g/L、酵母膏5-30g/L、蛋白胨5-30g/L、 CH3COONH4l-3g/L、 MgS04*7H20 0.1-0.5g/L、 KH2PO40.1-0.5g/L、 FeS04*7H20 0.04g/L;
本發(fā)明可避免出現(xiàn)工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)與人畜爭糧爭地的局面，利用菊 芋、菊苣、大麗花等富含菊粉的植物，特別是那些可在鹽堿、荒涂地生長
的菊粉植物，如菊芋，通過將其預(yù)處理成菊芋片、菊芋粉、菊粉或這些 原料經(jīng)進(jìn)一步加工，通過稀酸處理或菊粉酶處理，形成可供微生物利用的 發(fā)酵底物，通過五.co//, &zcc/zaraw>^s cerev/"'"e， C Z^)'e"'"ch7， C
等微生物，生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)丁醇的技術(shù)。
自然界中存在一大類富含菊粉的植物，而菊粉不僅可供某些微生物直 接利用，還可以通過水解成果糖、葡萄糖等易于微生物利用的糖。同時， 這一類植物中的菊芋等，還具有能在鹽堿地、荒漠地生長，抗蟲抗病的特 點。因此，利用這一類的菊粉植物對我國發(fā)展工業(yè)生物技術(shù)具有重要意義。 其生產(chǎn)成本低，原料來源廣泛，工藝簡單，技術(shù)路線成熟，可產(chǎn)業(yè)化實施。
具體實施例方式
實施例1菊芋粉的制備
將菊芋塊莖曬干，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎成粉，制成菊芋粉。 實施例2菊粉的制備
將菊芋塊莖洗凈，浸入9(TC的重量濃度5XNaOH溶液中l(wèi)min，撈出 脫皮洗凈，將脫皮菊芋塊莖，經(jīng)4000W微波爐加熱，每加熱2kg需8min， 將加熱的菊芋塊莖放入榨汁機(jī)中榨汁，榨出的汁液經(jīng)板框過濾，再經(jīng)過陽 離子交換樹脂柱陰、離子交換樹脂柱，形成富含菊粉的澄清液體 (pH5.0 8.0)，經(jīng)濃縮噴霧干燥，制成菊粉。
實施例3果糖化菊芋粉的制備
將實施例1制成的菊芋粉用55"G水溶解制成重量濃度10%溶液后，通 過1MNaOH， 1MHCl調(diào)節(jié)其pH值室6.5,按每升加入10000U單位的菊粉
酶的比例配制菊芋粉酶解反應(yīng)液(菊粉酶酶活定義為每分鐘水解底物產(chǎn)生l 微摩爾果糖所需要的酶量)，在反應(yīng)器中45。C反應(yīng)9h，經(jīng)HPLC檢測，酶 解反應(yīng)完全后，形成果糖化的菊芋粉液體(葡萄糖重量體積含量0.9%,果糖 重量體積含量3.7%)，經(jīng)噴霧干燥，制成果糖化的菊芋粉。實施例4果糖化菊芋粉的制備
將實施例1制成的菊芋粉用7(TC水溶解制成重量濃度20。/。溶液后，通 過1M NaOH， 1M HC1調(diào)節(jié)其pH值至4.2,按每升加入50000U單位的菊粉 酶的比例配制菊芋粉酶解反應(yīng)液(菊粉酶酶活定義為每分鐘水解底物產(chǎn)生l 微摩爾果糖所需要的酶量)，在反應(yīng)器中7(TC反應(yīng)5h，經(jīng)HPLC檢測，酶 解反應(yīng)完全后，形成果糖化的菊芋粉液體(葡萄糖重量體積含量1.8%,果糖 重量體積含量7.4%)，經(jīng)噴霧干燥，制成果糖化的菊芋粉。
實施例5果糖化菊芋粉的制備
將實施例1制成的菊芋粉用60'C水溶解制成重量濃度16%溶液后，通 過lMNaOH， 1MHCl調(diào)節(jié)其pH值至5，按每升加入100000U單位的菊粉 酶的比例配制菊芋粉酶解反應(yīng)液(菊粉酶酶活定義為每分鐘水解底物產(chǎn)生l 微摩爾果糖所需要的酶量)，在反應(yīng)器中6(TC反應(yīng)3h，經(jīng)HPLC檢測，酶 解反應(yīng)完全后，形成果糖化的菊芋粉液體(葡萄糖重量體積含量1.5%,果糖 重量體積含量6.2%)，經(jīng)噴霧干燥，制成果糖化的菊芋粉。
實施例6果糖化菊芋粉的制備
將實施例1制成的菊芋粉用7(TC水溶解制成重量濃度20%溶液后，加 入10mol/L的鹽酸，在8(TC下，水解30分鐘。經(jīng)HPLC檢領(lǐng)'j，酶解反應(yīng)完 全后，形成果糖化的菊芋粉液體(葡萄糖重量體積含量1.0%,果糖重量體積 含量14.9%)，經(jīng)噴霧干燥，制成果糖化的菊芋粉。
實施例7利用C. ^^nkh'/B^W以菊粉為原料生產(chǎn)丁醇
取10ml菊粉酶,活力單位3800U/ml,加入0.5L質(zhì)量濃度15%的菊粉溶 液(pH=4)， 65。C反應(yīng)30h,經(jīng)HPLC檢測，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，產(chǎn)物中葡萄糖 質(zhì)量濃度1.6%,果糖質(zhì)量濃度13.2X。將反應(yīng)液調(diào)至中性，12rC滅菌20min。
將C^^n'"c紜&4/W在丁醇菌培養(yǎng)基(菊芋粉或菊粉100g/L、酵母 膏20g/L、蛋白胨20g/L、 CH3COONH4.2g/L、 MgS04'7H20 0.4g/L、 KH2P04 0.4g/L、 FeSO4*7H2O0.04g/L)中30。C培養(yǎng)14h，離心獲得菌體，接入100ml 丁醇菌培養(yǎng)基中(250ml錐形瓶)中厭氧培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為3(TC，培養(yǎng)至 OD6。。吸光度值達(dá)到0.6時，接入含1升丁醇菌培養(yǎng)基的5L發(fā)酵罐中培養(yǎng)， 培養(yǎng)溫度為3(TC，培養(yǎng)液pH控制在6.5 (通過lMNaOH， 1MHC1調(diào)節(jié))， 并通無菌C02緩慢攪拌培養(yǎng)，至OD6。。值為4.2。然后，通過發(fā)酵罐補(bǔ)料系統(tǒng)，加入滅菌的果糖化的菊芋粉液體0.5L， 使培養(yǎng)基中糖質(zhì)量濃度達(dá)到5%，同時停止供氧并通入無菌C02，培養(yǎng)溫度
為3(TC，培養(yǎng)80h，得18.5g丁醇。
使用氣相色譜檢測丁醇的含量，使用HPLC-脈沖安培檢測器和陰離子 交換柱(HAMILTONRCX-10)檢測葡萄糖，果糖濃度。
實施例8利用C aceto^^//cMm^S7.70以菊粉為原料生產(chǎn)丁醇
取10ml菊粉酶,活力單位5000U/ml,加入1L質(zhì)量濃度10%的菊粉溶液 (pH=6)， 55。C反應(yīng)5h，經(jīng)HPLC檢測，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，產(chǎn)物中葡萄糖質(zhì) 量濃度1.1%,果糖質(zhì)量濃度8.4%。將反應(yīng)液調(diào)至中性，12rC滅菌20min。
將C. aceto^^//cMwA^.70在丁醇菌培養(yǎng)基中30。C培養(yǎng)14h,離心獲得 菌體，接入100ml丁醇菌培養(yǎng)基中(250ml錐形瓶)中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為 30°C，培養(yǎng)至OD6。。吸光度值達(dá)到0.8時，接入含1升LB培養(yǎng)基的5L發(fā) 酵罐中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為3(TC，培養(yǎng)液pH控制在6.2 (通過lMNaOH， 1MHC1調(diào)節(jié))，并通無菌C02攪拌培養(yǎng)，至OD6o。值為5.8。
然后，通過發(fā)酵罐補(bǔ)料系統(tǒng)，加入滅菌的果糖化的菊芋粉液體2L，使 培養(yǎng)基中糖質(zhì)量濃度達(dá)到10%,同時停止供氧并通入無菌C02,培養(yǎng)溫度為 40°C，培養(yǎng)60h，得26.8g丁醇。
實方包例9禾U用C7ostn'(i/w附sacc/;ara/ gr6M/y/acgto"/cM附以菊芋粉為原茅斗 生產(chǎn)丁醇
取10ml菊粉酶，活力單位8000U/ml,加入1.5L質(zhì)量濃度20%的菊芋粉 溶液(pH=4)， 5(TC反應(yīng)7h,經(jīng)HPLC檢測，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，產(chǎn)物中葡萄 糖質(zhì)量濃度1.2%，果糖質(zhì)量濃度17.7%。將反應(yīng)液調(diào)至中性，121'C滅菌 20min。
將C7o^rz'(i/w附sacc/zar6;per6M/^/acetom'CM附在丁酉享菌培養(yǎng)基中40。C培養(yǎng) 12h,離心獲得菌體，接入100ml丁醇菌培養(yǎng)基中(250ml錐形瓶)中培養(yǎng)， 培養(yǎng)溫度為40°C，培養(yǎng)至OD6。。吸光度值達(dá)到0.53時，接入含1升丁醇菌 培養(yǎng)基的5L發(fā)酵罐中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為40°C ，培養(yǎng)液pH控制在6.5 (通 過lMNaOH， 1MHC1調(diào)節(jié))，并通無菌空氣攪拌培養(yǎng)，至OD6。。值為12.5。然后，通過發(fā)酵罐補(bǔ)料系統(tǒng)，加入滅菌的果糖化的菊芋粉液體1.5L， 使培養(yǎng)基中糖質(zhì)量濃度達(dá)到8%，同時停止供氧并通入無菌C02,培養(yǎng)溫度
為36。C，培養(yǎng)50h，得11.5g丁醇。
使用氣相色譜檢測丁醇的含量，使用HPLC-脈沖安培檢測器和陰離子
交換柱(HAMILTONRCX-10)檢測葡萄糖，果糖濃度。
實施例10利用基因工程改造過的大腸桿菌以菊芋粉為原料生產(chǎn)丁醇 取10ml菊粉酶,活力單位4900U/ml，加入2L質(zhì)量濃度5%的菊芋粉溶
液(pH=5)， 6(TC反應(yīng)3.5h,經(jīng)HPLC檢測，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，產(chǎn)物中葡萄
糖質(zhì)量濃度0.3%,果糖質(zhì)量濃度4.6%。將反應(yīng)液調(diào)至中性，121"C滅菌
20min。
將基因工程改造過的大腸桿菌(保藏號KCTC 0506BP)在LB培養(yǎng) 基中4(TC培養(yǎng)12h,離心獲得菌體，接入100mlLB中(500ml錐形瓶)中培 養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為4(TC，培養(yǎng)至OD6。。吸光度值達(dá)到0.3時，接入含1升LB 培養(yǎng)基的5L發(fā)酵罐中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為40°C ，培養(yǎng)液pH控制在7.0 (通 過lMNaOH， 1MHC1調(diào)節(jié))，并通無菌空氣攪拌培養(yǎng)，至006()()值為10。
然后，通過發(fā)酵罐補(bǔ)料系統(tǒng)，加入滅菌的果糖化的菊芋粉液體1L，使 培養(yǎng)基中糖質(zhì)量濃度達(dá)到6%，同時停止供氧并通入無菌C02,培養(yǎng)溫度為 32°C，培養(yǎng)40h，得13.9g丁醇。
使用氣相色譜檢測丁醇的含量，使用HPLC-脈沖安培檢測器和陰離子 交換柱(HAMILTONRCX-10)檢測葡萄糖，果糖濃度。
權(quán)利要求
1. 一種生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇的方法，其特征在于以菊粉植物為原料，將菊粉植物富含菊粉的器官預(yù)處理后經(jīng)滅菌接入微生物，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生產(chǎn)丁醇。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于菊粉是指一系列果糖多 聚物，末端帶有一個葡萄糖殘基；所述菊粉植物是指菊芋、菊苣和/或大麗 花富含菊粉的植物；所述富含菊粉的器官是指菊粉植物的塊根或塊莖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述預(yù)處理是指將菊粉植物富含菊粉的器官其通過物理、化學(xué)或生物的方法加工成片、粉、菊粉 便于后續(xù)加工的原料， ' ' 或進(jìn)一步將上述原料通過化學(xué)法或生物法將其降解成為微生物可以利用的富含糖的原料。
4. ^艮^權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述微生物是指一類可 利用單糖、寡糖或多糖碳源生產(chǎn)丁醇的常用微生物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述微生物是指具有利 用果糖、葡萄糖生產(chǎn)丁醇能力的微生物，其為拜氏丁醇梭菌，丙酮丁醇梭 菌或C7os^n'd/M附sacc/7"ro/ erZ)M/);/acgfcw/cM附，或會圣過基因工禾呈改造具有轉(zhuǎn)^七 果糖、葡萄糖生產(chǎn)丁酉享能力的C. Z ez)'er/wchY， C. acetoZ)m(v/,cwm， C7os^zWm附 Mcc/7arape/^MZ);/acgtom'CM附，以及大月湯木干菌、酉良t酉酵母或運動發(fā)酵單胞菌；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體過程可為，1) 將菊粉植物的塊莖按常規(guī)方法加工成菊芋粉和/或菊粉后，制成質(zhì)量 濃度2 20%的溶液；2) 發(fā)酵丁醇將可利用菊粉的微生物接入滅菌的以菊芋粉或菊粉為主要碳源的培養(yǎng)基中，菊芋粉或菊粉質(zhì)量濃度為2 20%，培養(yǎng)溫度20 6(TC， 培養(yǎng)40 300h,得丁醇；培養(yǎng)基重量組成為菊芋粉或菊粉10-200g/L、酵母 膏5-30g/L、蛋白胨5-30g/L、 CH3COONH4l-3g/L、 MgS04'7H20 0.1-0.5g/L、 KH2P04 0.1-0.5g/L、 FeSOWH20 0.04g/L;所述可利用菊粉的微生物為Clostridium pasteurianum var.I-53。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體過程可為，1) 將菊粉植物的塊莖按常規(guī)方法加工成菊芋粉和/或菊粉后，制成質(zhì)量 濃度2 20%的溶液；2) 菊芋粉酶解過程如下A.在每升質(zhì)量濃度為2~20%的菊芋粉或菊粉溶液中，加入1000U 100000U單位的菊粉酶的比例配制菊粉或菊芋粉酶解反應(yīng)液，菊粉 酶酶活定義為每分鐘水解底物產(chǎn)生1微摩爾果糖所需要的酶量，調(diào)pH=4 6， 50 65。C反應(yīng)2 60h，酶反應(yīng)進(jìn)行完全，成為微生物可以利用的富含單糖的 原料，將反應(yīng)液調(diào)至中性，滅菌；或B.將菊芋粉用pH為l-6的鹽酸或硫酸處理使之水解；或是利用陽 離子交換樹脂使之水解，成為微生物可以利用的富含單糖的原料；3) 丁醇發(fā)酵將可利用果糖、葡萄糖碳源生產(chǎn)丁醇的常用微生物接 入滅菌的菊粉酶解液中，使培養(yǎng)基中糖濃度達(dá)到2%~20%，培養(yǎng)溫度為 20~60°C，培養(yǎng)40 300h，得丁醇；培養(yǎng)基重量組成為菊芋粉或菊粉 10-200g/L、酵母膏5-30g/L、蛋白胨5-30g/L、 CH3COONH4l-3g/L、 MgSO4*7H2O0.1-0.5g/L、 KH2P04 0.1-0.5g/L、 FeS04*7H20 0.04g/L;所述微生物是指具有利用果糖、葡萄糖生產(chǎn)丁醇能力的微生物，其為 拜氏丁酉享梭菌，丙酮丁酉享梭菌或C7ostrW腿racc/wra/7e由/^/acetom'c畫，或 經(jīng)過基因工程改造具有轉(zhuǎn)化果糖、葡萄糖生產(chǎn)丁醇能力的C. &z》n>^/^， C acefo6w^v//cMm， C7ostr/(i/wm sacc/zaro/ er6wz^/acefo打/cMm， 以及大腸豐干菌、 釀酒酵母或運動發(fā)酵單胞菌。
全文摘要
本發(fā)明涉及微生物法生產(chǎn)丁醇，一種生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)丁醇的方法，以菊粉植物為原料，將菊粉植物富含菊粉的器官預(yù)處理后經(jīng)滅菌接入微生物，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生產(chǎn)丁醇。其生產(chǎn)成本低，原料來源廣泛，工藝簡單，技術(shù)路線成熟，可產(chǎn)業(yè)化實施。
文檔編號C12R1/01GK101434969SQ20071015829
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者正 周, 豫 朱, 李曙光, 杜昱光, 白雪芳 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所