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3-羟丙醛对Klebsiella pneumoniae发酵产 1,3-丙二醇的影响及其调控 总被引:4,自引:0,他引:4
中间产物3-羟丙醛在发酵液中的积累对Klebsiella pneumoniae细胞生长及1,3-丙二醇的合成有显著的抑制作用,而调节发酵的起始甘油浓度及控制发酵pH值可调控发酵液中3-羟丙醛的积累.当起始甘油质量浓度分别为20、30、50、70g/L的批式发酵中,发酵液中3-羟丙醛的积累的高峰分别为4.31、6.87、11.48及13.49mmol/L,当起始甘油质量浓度大于50g/L时,3-羟丙醛在到达积累高峰后不能被菌体有效转化,在发酵后期维持较高浓度,抑制了细胞生长及1,3-丙二醇的合成,发酵不能继续进行.控制发酵pH值为7.75~8.0可促进发酵液堆积的3-羟丙醛被迅速转化.在流加发酵中起始甘油质量浓度采用30g/L,发酵pH值控制为7.75条件下,发酵32 h,1,3-丙二醇质量浓度可达37.16g/L,1,3-丙二醇的生产强度和质量得率分别达到1.16g/(L·h)和52.66%. 相似文献
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综述微生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的研究进展,内容包括生产菌种、发酵方式、优良生产菌株的选育和培养条件,并展望1,3-丙二醇发酵的前景。 相似文献
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氧对Klebsiella pneumoniae产1,3-丙二醇代谢的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
考察了氧对Klebsiella pneumoniae发酵产1,3-丙二醇(PDO)代谢的影响. 研究结果表明,在厌氧或供氧条件下,K. pneumoniae都能利用甘油产PDO. 起始甘油浓度20 g/L,发酵时间4 h,在充分供氧条件下,PDO产量仅为1.1 mmol/L;但在微量供氧条件下,PDO产量为16 mmol/L,是厌氧发酵时的1.28倍. 在微量供氧条件下,调控PDO合成的关键酶甘油脱氢酶、甘油脱水酶及1,3-丙二醇氧化还原酶的活性分别为7.28, 1.14, 0.52 U/mg,高于厌氧或充分供氧条件下的相应酶活性. 氧对细胞内NADH的合成也有影响,厌氧及微量供氧条件下菌体内NADH含量分别为3.78及3.72 μmol/g (DCW),高于充分供氧发酵时的0.85 μmol/g (DCW). 相似文献
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1,3-丙二醇是一种合成新型高分子材料的单体。化学合成1,3-丙二醇(PDO)的方法主要为以丙烯醛(HPA)为原料的丙烯醛水合加氢法和以环氧乙烷为原料的羰基合成法(OXO)。这两种方法中均采用3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇步骤。本文综述了雷基镍、以金属氧化物为载体的载镍催化剂和以贵金属Pt、Ru等负载到金属氧化物的加氢催化剂的研制、组成并比较了反应条件、反应结果;描述了应用不同催化剂体系及反应条件采用两段或多段加氢以降低PDO产品中羰基含量及加氢前净化加氢原料HPA以提高催化剂寿命的方法。 相似文献
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克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶发酵条件研究 总被引:9,自引:2,他引:9
研究了克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶(甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶、甘油脱水酶)的发酵条件。研究各种碳源、无机氮源、有机氮源及无机盐对产酶的影响,应用均匀设计、神经网络和遗传算法优化发酵培养基组成,结果为(gL-1):甘油30、KCl 1.6、NH4Cl 6.7、CaCl2 0.28、酵母浸膏2.8。在温度37C、初始pH 7.0、摇床转速200rmin-1和接种量5%条件下,发酵24h,无细胞抽提液中甘油脱氢酶、1,3-丙二醇氧化还原酶和甘油脱水酶活力(U·mg-1)分别为9.16、18.72、0.48,发酵34h,发酵液中1,3-丙二醇(1,3-PD)最大浓度为7.96gL-1。代谢过程中关键酶酶活与1,3-PD峰值出现时间不一致,且提早于1,3-PD峰值的出现。此外,结果表明优化后的培养基去除了多种微量元素,克雷伯杆菌生产1,3-丙二醇关键酶可以在微氧条件下进行。 相似文献
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大气压冷等离子体诱变产1,3-丙二醇菌株Klebsiella pneumoniae 总被引:3,自引:1,他引:2
采用大气压冷等离子体介质阻挡放电法对产1,3-丙二醇的克雷伯氏菌进行诱变,采用诱变与筛选同时进行的单细胞平板诱变方法,同时获得了可耐受高浓度甘油且1,3-丙二醇产量较高的优良突变株. 对诱变后菌的间歇发酵结果表明,诱变菌株比出发菌株1,3-丙二醇的质量转化率提高了23%,对数期比生长速率提高了18%. 批式流加发酵过程中,1,3-PD浓度在发酵36 h时达到70.5 g/L,甘油的质量转化率为0.57 g/g,分别比野生菌提高47%和58%. 该诱变和筛选方法具有操作简单、效率高等特点,对具有工业应用价值的菌株筛选具有实用价值. 相似文献
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在甘油厌氧发酵生产1,3-丙二醇的过程中,需要消耗还原当量NADH,NADH的有效供给决定了1,3-丙二醇的产量。本文从Candida boidinii基因组DNA中克隆了甲酸脱氢酶基因fdh,利用表达质粒pMAL TM-p2X-fdh转化到1,3-丙二醇生产菌 Klebsiella pneumoniae YMU2中,构建了具有NADH再生系统的重组菌Klebsiella pneumoniae F-1。在5 L发酵罐培养中,F-1合成1,3-丙二醇浓度和产率分别达到了78. 6 g·L-1 和1. 33 g·L-1·h-1,分别比YMU2提高了12. 5% 和41. 2%。根据F-1和YMU2菌株的主要代谢产物的生成情况比较了二者的代谢流分布。 相似文献
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利用Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1,3-丙二醇时,一部分甘油通过氧化代谢途径大量合成副产物乙醇,降低了1,3-丙二醇的得率.醛脱氢酶ALDH是乙醇合成途径的关键酶之一,其催化作用不仅消耗了大量甘油,还将还原型辅酶NADH氧化为NAD+,降低了同为NADH依赖型的1,3-PD合成途径的效率.本文以醛脱氢酶ALDH为改造目标,以K.pneumoniae为宿主,通过同源重组技术在K.pneumoniae M5aL的ALDH基因中成功地插入了四环素抗性基因,经抗性筛选和基因水平鉴定,得到两株ALDH基因敲除的重组菌0623-1hb及0623-1hc.本文研究了这两株重组菌的生长代谢特性,结果表明两株重组菌的ALDH酶活基本检测不到,菌体生长受到明显抑制,乙醇合成浓度比出发菌株K.pneumoniae M5aL降低了43%~53%,1,3-PD合成浓度及摩尔得率分别提高了27%~42%和19%~24%. 相似文献
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在Klebsiella pneumoniae发酵甘油生产1,3 丙二醇的种子培养及发酵实验中,考察了葡萄糖作辅助碳源对菌体生长及1,3 丙二醇生成的影响. 结果表明,在种子培养期,以葡萄糖和甘油为混合碳源可缩短种子培养周期;在批次发酵和流加发酵中,葡萄糖作辅助碳源可使1,3 丙二醇产率及得率明显提高,但不同的葡萄糖加入方式对产率及得率促进的效果不同. 在初始发酵培养基中添加5 g/L葡萄糖、并在4 40 h进行葡萄糖与甘油混合液连续流加的条件下,1,3 丙二醇浓度、产率及得率较单一甘油为底物的流加发酵结果分别提高41.2 , 38.6 和8.3 . 相似文献
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1,3-丙二醇分批发酵动力学模型 总被引:4,自引:1,他引:4
在分批发酵中,研究了Klebsiella pneumoniae的生长、底物甘油消耗及1,3-丙二醇的产生特性. 基于Logistic方程和Luedeking-Piret方程,得到了描述1,3-丙二醇分批发酵过程的动力学模型及模型参数,该组模型能很好地拟合发酵过程,并在初始甘油浓度变化较大的范围内表现出很好的适用性. 同时,所建立的模型也基本反映了Klebsiella pneumoniae分批发酵过程的动力学特征. 基于分批发酵动力学模型,提出了以甘油为单一碳源时的底物流加策略,通过与其他流加策略条件下的发酵对比实验表明,通过基于动力学模型的流加策略可获得更高的1,3-丙二醇浓度及生产强度. 相似文献
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以葡萄糖为辅助底物发酵生产1,3-丙二醇的研究 总被引:16,自引:0,他引:16
采用Klebsiellapneumoniae对葡萄糖作为辅助底物发酵生产 1 ,3 丙二醇进行了研究。结果表明葡萄糖单独作为底物发酵时不生成 1 ,3 丙二醇。以葡萄糖和甘油为混合底物时 ,则可以显著提高菌体浓度 ,但是 1 ,3 丙二醇浓度和甘油到 1 ,3 丙二醇转化率没有提高。在甘油为底物的批式发酵过程中 ,通过流加葡萄糖作为辅助底物可以提高甘油到 1 ,3 丙二醇的摩尔转化率 ,同时可缩短发酵时间。通过选择合适的葡萄糖流加速率 ,较以甘油为单一底物的发酵结果 ,1 ,3 丙二醇的摩尔转化率最高可达0 649,提高了 53 4% ;生产强度为 1 0 0 5g/ (L·h) ,提高了 1 39 9%。 相似文献