Study on the Technology of 1,3-Propanediol Production by Fermentation

本论文主要研究了克伯雷氏肺炎杆菌PK2发酵生产1，3-丙二醇的工艺。从已有的三株菌中筛选了一株能生产1，3-丙二醇且性能良好的菌株——克伯雷氏肺炎杆菌PK2，确定了有氧培养种子、厌氧发酵生产1，3-丙二醇的工艺。较优的种子培养时间为18小时左右，接种量为10%。研究了温度和pH对发酵的影响，结果表明在30℃左右有利于细胞的生长，虽然37℃时细胞生长较慢，但有利于提高甘油的转化率；弱酸性环境对细胞生长和甘油消耗有利，但甘油的转化率不高，pH为7时甘油转化率最高。酵母粉是1，3-丙二醇发酵所必需的营养成份，能显著地影响细胞的生长代谢。Co~(2+)是构成甘油脱水酶辅酶的必需因子，影响着甘油的代谢速率，研究表明0.58mg/l Co~(2+)对发酵最为有利。在研究培养基中碳氮磷单因子对发酵影响的基础上，进一步利用正交实验确定了碳氮磷的最佳配方为：甘油5%，NH_4Cl 5.35g/l, NaH_2PO_4·2H_2O 3.2g/l。另外，实验还发现氮磷存在着交互作用。在用葡萄糖和甘油同时作为克伯雷氏肺炎杆菌生长的混合底物时，细胞优先利用葡萄糖。葡萄糖作为辅助底物虽然有利于细胞生长，但影响着甘油的消耗及其转化率，从发酵结果来看，1，3-丙二醇氧化还原充分利用细胞代谢葡萄糖产生的NADH，使甘油转化率达不到理论值（100%）。较低的葡萄糖浓度（0.5-1%）可以提高甘油的转化率，使甘油转化率最高可达58.9%；较高的葡萄糖浓度对甘油的转化率不再具有明显的促进作用