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從非脫毒玉米芯酸解液中篩選對產2,3-丁二醇和有機酸的高抑制物耐受性菌株

作者:admin 發布時間:2019/10/25 瀏覽量:1484

本期為您推薦清華大學核能與新能源技術研究院張建安研究團隊發表在《AMB Express》上的一篇文章,原文題目為:Screening of a highly inhibitor-tolerant bacterial strain for 2,3-BDO and organic acid production from non-detoxified corncob acid hydrolysate。

文章摘要內容如下:

2,3-丁二醇(2,3-BDO)是一種主要的化學材料和液體燃料,廣泛用于醫療、食品和航空航天工業。目前主要采用生物發酵生產2,3-BDO,且發酵過程中產生的有機酸也有很多用途,因此,2,3-BDO和有機酸發酵的原料一直是國內外研究的熱點。通常用一些廉價的原料如木質纖維素來替代高成本的糖作為2,3- BDO發酵的底物,然而發酵過程中產生的副產物會抑制微生物的生長和發酵。傳統的方法去除副產物的過程會導致糖的損失,造成產量降低,另外還會額外消耗試劑。因此,使用非脫毒的酸水解物作為原料并用耐抑制劑菌株發酵似乎變得很有吸引力,但大多數野生型菌株的耐受性低,且傳統的誘變方法存在對健康有害,誘變效率低等缺點。

本研究利用常壓室溫等離子體技術誘變陰溝腸桿菌并篩選對玉米芯酸解物具有高抑制物耐受性的突變株,經非脫毒水解液發酵得到具有高抑制物耐受性陰溝腸桿菌M22菌株,該突變株的2,3-丁二醇產量為24.32g/L,有機酸產量為14.93g/L,分別比野生型提高了114%90%,且抑制物耐受性也比野生型提高了2倍。

ARTP誘變是一種新型的誘變技術,可應用于細菌、真菌、酵母、放線菌、微藻的選育,操作簡單、安全,誘變效率高。本研究利用ARTP誘變技術建立陰溝腸桿菌突變庫,篩選玉米芯酸水解物中對抑制物具有高耐受性的菌株。突變株以非脫毒的玉米芯酸水解物為底物,生產2,3-BDO和有機酸。所選突變株可用于其它發酵過程中木質纖維素稀酸水解物的生物脫毒。

文章精彩內容如下:

圖片1


1 ARTP誘變過程(1.上樣.;2.等離子體處理;3.菌體洗脫;4.平板篩選;5.菌種篩選)

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


5 突變株和非脫毒水解液的發酵穩定性

Table5 Fermentation stability of mutants with non-detoxified hydrolysate


圖片2


圖片3


5 M22和非脫毒水解液共產2,3-BDO和有機酸

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


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