基因工程菌Clostridium tyrobutyrium/TAL的构建及发酵小麦秸秆酸水解液产丁酸的研究

发布时间：2020-12-28 14:28

　　丁酸及其衍生物是重要的化工原料,也是重要的精细化学品,在食品、化工、能源、医药、农业等领域用途非常广泛。目前,丁酸主要通过化学合成法实现工业化生产,但随着石油资源日渐枯竭、化学合成对环境的严重污染以及人们对生物基化学品的偏爱,利用产丁酸菌代谢生物质资源转化丁酸的微生物发酵法日益受到关注。本论文从构建强化木糖利用的酪丁酸梭菌基因工程菌及优化小麦秸秆酸水解并运用于工程菌株发酵性能测试等方面开展工作。野生型酪丁酸梭菌对木糖的利用效率低下,转醛醇酶是酪丁酸梭菌戊糖磷酸途径中的限速酶之一,通过过表达转醛醇酶可以提高该菌对木糖的利用效果。以野生型酪丁酸梭菌为出发菌株,分别转入来自酪丁酸梭菌Clostridium tyrobutyricum ATCC25755、大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）及嗜热厌氧杆菌Thermoanaerobacterium aotearoense SCUT27中编码转醛醇酶tal基因,挑选阳性克隆,通过SDS-PAGE验证。以29.95 g/L木糖作底物进行摇瓶发酵时,酪丁酸梭菌/TAL工程菌的底物转化率、丁酸产量、单位体积产率分别为12.11 ... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 丁酸概述
        1.2.1 丁酸的结构与性质
        1.2.2 丁酸的用途
        1.2.3 丁酸生产现状
    1.3 微生物发酵生产丁酸
        1.3.1 产丁酸的微生物菌株
        1.3.2 合成途径
        1.3.3 丁酸生产及其影响因素
        1.3.4 产丁酸梭菌的遗传改造
    1.4 小麦秸秆
        1.4.1 小麦秸秆的现状
        1.4.2 小麦秸秆的成分
        1.4.3 小麦秸秆预处理及其原理
        1.4.4 以小麦秸秆生产生物基化学品的研究
    1.5 技术路线及研究内容和意义
        1.5.1 技术路线
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究意义
第二章 酪丁酸梭菌中以强化木糖利用为目的的基因工程改造
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 检测方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 野生型酪丁酸梭菌对碳源利用情况的探索
        2.3.2 pMTL82151-thl-tal表达载体的构建及鉴定
        2.3.3 过表达转醛醇酶菌体SDS-PAGE蛋白电泳
        2.3.4 酪丁酸梭菌/TAL工程菌对木糖、混合糖利用情况的探索
    2.4 本章小结
第三章 小麦秸秆的预处理及其条件优化研究
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 检测方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 小麦秸秆成分的测定
        3.3.2 不同条件下小麦秸秆的稀硫酸水解结果
        3.3.3 两种方法的验证
    3.4 本章小结
第四章 酪丁酸梭菌利用小麦秸秆水解液进行发酵小试
    4.1 引言
    4.2 实验材料和方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 检测方法
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 抑制物对酪丁酸梭菌生长的影响
        4.3.2 水解原液及浓缩液中抑制物的初始含量
        4.3.3 小麦秸秆水解原液摇瓶发酵的研究
        4.3.4 小麦秸秆水解浓缩液 5 L发酵罐细胞批次发酵
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    创新性成果
    展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]丁酸钠对动物胃肠道影响的研究进展[J]. 曲悦.  中国畜牧兽医. 2009(08)
[2]丁酸钠在动物生产中的应用研究进展[J]. 张倩.  中国饲料. 2009(11)
[3]新型饲料添加剂——丁酸钠[J]. 岳双明,赵胜,周安国,王之盛.  饲料工业. 2007(16)
[4]正丁酸的生产技术及应用状况[J]. 高飞,刘继泉.  天津化工. 2006(06)
[5]肠道产丁酸细菌及其丁酸产生机制的研究进展[J]. 于卓腾,杭苏琴,姚文,朱伟云.  世界华人消化杂志. 2006(25)
[6]短链脂肪酸与肠道菌群[J]. 陈燕,曹郁生,刘晓华.  江西科学. 2006(01)
[7]Batch and fed-batch production of butyric acid by Clostridium butyricum ZJUCB[J]. 何国庆,孔青,陈启和,阮晖.  Journal of Zhejiang University Science. 2005(11)
[8]丁酸与肿瘤[J]. 詹彦.  国外医学(肿瘤学分册). 2003(05)
[9]正丁醛氧化制高纯度正丁酸的工艺研究[J]. 吕志果,郭传森,郭振美.  香料香精化妆品. 2002(06)



本文编号：2943916