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从非脱毒玉米芯酸解液中筛选对产2,3-丁二醇和有机酸的高抑制物耐受性菌株

作者:admin 发布时间:2019/10/25 浏览量:79

本期为您推荐清华大学核能与新能源技术研究院张建安研究团队发表在《AMB Express》上的一篇文章,原文题目为:Screening of a highly inhibitor-tolerant bacterial strain for 2,3-BDO and organic acid production from non-detoxified corncob acid hydrolysate

文章摘要内容如下:

2,3-丁二醇(2,3-BDO)是一种主要的化学材料和液体燃料,广泛用于医疗、食品和航空航天工业。目前主要采用生物发酵生产2,3-BDO,且发酵过程中产生的有机酸也有很多用途,因此,2,3-BDO和有机酸发酵的原料一直是国内外研究的热点。通常用一些廉价的原料如木质纤维素来替代高成本的糖作为2,3- BDO发酵的底物,然而发酵过程中产生的副产物会抑制微生物的生长和发酵。传统的方法去除副产物的过程会导致糖的损失,造成产量降低,另外还会额外消耗试剂。因此,使用非脱毒的酸水解物作为原料并用耐抑制剂菌株发酵似乎变得很有吸引力,但大多数野生型菌株的耐受性低,且传统的诱变方法存在对健康有害,诱变效率低等缺点。

本研究利用常压室温等离子体技术诱变阴沟肠杆菌并筛选对玉米芯酸解物具有高抑制物耐受性的突变株,经非脱毒水解液发酵得到具有高抑制物耐受性阴沟肠杆菌M22菌株,该突变株的2,3-丁二醇产量为24.32g/L,有机酸产量为14.93g/L,分别比野生型提高了114%90%,且抑制物耐受性也比野生型提高了2倍。

ARTP诱变是一种新型的诱变技术,可应用于细菌、真菌、酵母、放线菌、微藻的选育,操作简单、安全,诱变效率高。本研究利用ARTP诱变技术建立阴沟肠杆菌突变库,筛选玉米芯酸水解物中对抑制物具有高耐受性的菌株。突变株以非脱毒的玉米芯酸水解物为底物,生产2,3-BDO和有机酸。所选突变株可用于其它发酵过程中木质纤维素稀酸水解物的生物脱毒。

文章精彩内容如下:

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1 ARTP诱变过程(1.上样.2.等离子体处理;3.菌体洗脱;4.平板筛选;5.菌种筛选)

Fig.1 ARTP mutation process1.Sample loading. 2.Plasma treatment. 3.Bacterial elution. 4.Plate screening. 5.Fermentation screening


5 突变株和非脱毒水解液的发酵稳定性

Table5 Fermentation stability of mutants with non-detoxified hydrolysate


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5 M22和非脱毒水解液共产2,3-BDO和有机酸

Fig.5 Co-production of 2,3-BDO and organic acids by M22 with non-detoxified hydrolysate