利用Klebsiella pneumonia ZH-1生物合成2,3-丁二醇的发酵研究

发布时间：2021-04-30 05:31

　　2,3-丁二醇（2,3-butanediol,简称2,3-BD）是一种具有重要价值的化工燃料和液体燃料,在化工、日化、食品、医学以及航天航空等多个领域受到广泛应用。本实验是以实验室保存的已经从汾河污泥分离出来的克雷伯氏菌ZH-1（Klebsiella pneumonia ZH-1）作为研究对象,对其发酵产2,3-BD的培养基、外界条件、代谢过程中的副产物以及提取2,3-BD的过程进行了研究,目的是提高K.pneumonia ZH-1发酵产2,3-BD的产量。本实验的主要结果如下:1.探究了培养基中的碳源、氮源、无机盐、金属离子对K.pneumonia ZH-1发酵产2,3-BD的影响。在以上单因素的探究实验的基础上,选出对该菌株产目的产物2,3-BD影响大的四大因素进行四因素三水平的正交试验,培养基（g/L）确定为:葡萄糖60;酵母膏10;KH₂PO₄ 4;K₂HPO₄ 24;（NH₄）₂SO₄ 2;柠檬酸钠1;CuSO_4<... 

【文章来源】：山西师范大学山西省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 2,3-丁二醇的理化性质及应用
        1.1.1 2,3-丁二醇的理化性质
        1.1.2 2,3-丁二醇的应用
    1.2 生产2,3-丁二醇的方法
    1.3 生物法发酵生产2,3-丁二醇的菌种及代谢途径
        1.3.1 菌种
        1.3.2 代谢途径
    1.4 Klebsiella pneumonia ZH-1代谢途径合成2,3-丁二醇的关键酶
    1.5 副产物对2,3-丁二醇形成的影响
    1.6 2,3-丁二醇的提取方法
        1.6.1 用液-液萃取法萃取2,3-丁二醇
        1.6.2 用双水相萃取法萃取2,3-丁二醇
    1.7 研究内容
    1.8 本课题研究的目的及意义
    1.9 技术路线图
2 2,3-丁二醇摇瓶培养基优化
    2.1 引言
    2.2 实验材料和方法
        2.2.1 实验菌株
        2.2.2 溶液配制
        2.2.3 主要仪器
        2.2.4 培养基
        2.2.5 实验方法
        2.2.6 分析方法
        2.2.7 数据处理
    2.3 结果与分析
        2.3.1 种子液生长曲线的测定
        2.3.2 发酵时间的确定
        2.3.3 碳源的选择
        2.3.4 氮源的选择
        2.3.5 无机盐对菌株K.pneumoniaZH-1发酵产2,3-BD的影响
        2.3.6 金属离子对菌株K.pneumoniaZH-1发酵产2,3-BD的影响
        2.3.7 正交试验
        2.3.8 添加不同的营养物质对菌株K.pneumoniaZH-1发酵产2,3-BD的影响
    2.4 本章小结
3 2,3-丁二醇摇瓶发酵条件的优化
    3.1 引言
    3.2 实验材料和方法
        3.2.1 实验菌株
        3.2.2 主要仪器
        3.2.3 培养基
        3.2.4 实验方法
        3.2.5 单因素实验
        3.2.6 响应面实验设计
        3.2.7 分析方法
        3.2.8 数据处理
    3.3 结果与分析
        3.3.1 初始pH对菌株发酵产2,3-BD的影响
        3.3.2 温度对菌株发酵产2,3-BD的影响
        3.3.3 溶氧量对菌株发酵产2,3-BD的影响
        3.3.4 接种量对菌株发酵产2,3-BD的影响
        3.3.5 Central-CompositeDesign-响应面优化法优化K.pneumoniaZH-1的发酵条件
    3.4 本章小结
4 副产物对K.pneumonia ZH-1产2,3-丁二醇发酵过程的影响
    4.1 引言
    4.2 实验材料和方法
        4.2.1 实验菌株
        4.2.2 主要仪器
        4.2.3 培养基
        4.2.4 实验方法
        4.2.5 分析方法
        4.2.6 数据处理
    4.3 结果与分析
        4.3.1 不同浓度的乙醇对菌株发酵产2,3-丁二醇的影响
        4.3.2 不同浓度的乳酸对菌株发酵产2,3-丁二醇的影响
        4.3.3 不同浓度的乙酸对菌株发酵产2,3-丁二醇的影响
        4.3.4 不同浓度的琥珀酸对菌株发酵产2,3-丁二醇的影响
    4.4 本章小结
5 2,3-丁二醇提取过程的优化
    5.1 引言
    5.2 实验材料和方法
        5.2.1 实验菌株
        5.2.2 培养基
        5.2.3 主要仪器
        5.2.4 实验方法
        5.2.5 不同的提取方法
        5.2.6 单因素实验
        5.2.7 响应面实验设计
        5.2.8 分析方法
        5.2.9 数据处理
    5.3 结果与分析
        5.3.1 不同的提取方法对2,3-BD提取率的影响
        5.3.2 萃取时间对2,3-BD提取率的影响
        5.3.3 萃取温度对2,3-BD提取率的影响
        5.3.4 萃取次数对2,3-BD提取率的影响
        5.3.5 Box-BehnkenDesign-响应面优化法优化K.pneumoniaZH-1的发酵条件
    5.4 本章小结
小结
参考文献
在学期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]2,3-丁二醇代谢途径关键酶基因敲除对克雷伯氏菌发酵产1,3-丙二醇的影响[J]. 郭欣坤,方慧英,诸葛斌,宗红,宋健,诸葛健.  生物工程学报. 2013(09)
[2]响应面法优化蛋白酶菌株发酵条件[J]. 张丹,闵伟红,刘景圣,解蕙铭,张春,李锁霞,方丽.  食品科学. 2011(13)
[3]还原糖测定方法的比较研究[J]. 张永勤,王哲平,宋雨梅,栾东磊,薛长湖.  食品工业科技. 2010(06)
[4]DNS法测定还原糖含量时最适波长的确定[J]. 王俊丽,聂国兴,李素贞,谢艳敏,曹香林.  河南农业科学. 2010(04)
[5]木质纤维素原料发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展[J]. 郭赟,程可可,张建安,姚俊学.  现代化工. 2009(S2)
[6]亲水醇/盐-水双液相体系萃取赤霉素的研究[J]. 王丰莉,孙小梅,李步海.  分析化学. 2007(03)
[7]3,5-二硝基水杨酸比色法测定废烟草中总糖[J]. 赵春玲,王秀霞,李琼.  湖北工业大学学报. 2006(06)
[8]微生物发酵法生产2,3-丁二醇的研究进展[J]. 纪晓俊,朱建国,高振,任路静,黄和.  现代化工. 2006(08)
[9]生物转化法生产2,3-丁二醇的研究[J]. 马成伟,杜彤,孙亚琴,修志龙.  精细与专用化学品. 2006(15)
[10]一种简单的高产2,3-丁二醇发酵生产方法[J]. 秦加阳,肖梓军,张兆斌,马翠卿,许平.  生物加工过程. 2005(04)

博士论文
[1]肺炎克雷伯氏菌产2,3-丁二醇的代谢调控研究[D]. 郭学武.天津大学 2014
[2]发酵液中1，3-丙二醇和2，3-丁二醇的双水相萃取研究[D]. 李志刚.大连理工大学 2011

硕士论文
[1]克雷伯肺炎杆菌中2,3-丁二醇手性异构体合成途径的解析和调控研究[D]. 陈川.天津科技大学 2014
[2]产2，3-丁二醇微生物菌株的筛选及其发酵条件优化[D]. 林清.江南大学 2011



本文编号：3168934