CN102559778B - 一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 - Google Patents
一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102559778B CN102559778B CN201210032324.4A CN201210032324A CN102559778B CN 102559778 B CN102559778 B CN 102559778B CN 201210032324 A CN201210032324 A CN 201210032324A CN 102559778 B CN102559778 B CN 102559778B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fermentation
- culture
- butanol
- inoculation
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims abstract description 27
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 27
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 claims abstract description 23
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 22
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 22
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 16
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 claims description 9
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 241001110912 Clostridium beijerinckii NCIMB 8052 Species 0.000 claims description 4
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 claims description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 claims description 4
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 4
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 abstract description 24
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 abstract description 20
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 abstract description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 abstract 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 8
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 8
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 6
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 6
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 6
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 6
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 6
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 6
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 6
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- -1 organic synthesis Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000009655 industrial fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法，其特征是每升该培养基中含有玉米芯稀酸水解糖液总还原糖27.5~37g，碳酸氢铵1.4~2.2g，硫酸亚铁0.2~0.4g，碳酸钙2.5~3.5g，玉米浆0.8~1.2g，其余为水。将贝氏梭菌ClostridiumbeijerinckiiNCIMB8052或者其诱变菌株ClostridiumbeijerinckiiIB4经菌种活化、种子培养、厌氧发酵三步骤发酵产生丁醇，其中厌氧发酵步骤中，接种量为8～10%（v/v），温度为35～40℃，发酵罐在接种后通入纯N2，以保持发酵体系的厌氧环境，搅拌速度在100～300rpm，发酵时间在60～84h。本发明操作简单、培养基成本低廉，丁醇产量提高，得到的丁醇6.0~9.5g/L，为木质纤维原料的高效利用开辟了新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种发酵培养基及用该培养基生产丁醇的方法，属于生物化工技术领域。
背景技术
丁醇是一种重要的有机溶剂和化工原料，广泛应用于化工、塑料、有机合成、油漆等行业。丁醇还是一种极具潜力的新型生物燃料，其具有能量密度高、腐蚀性小、蒸汽压力低、亲水性弱等许多优于生物乙醇之处而受到世界各国的广泛关注。
生物丁醇一般通过丙酮-丁醇发酵制备，作为一项传统的工业发酵，其生产规模曾经仅次于乙醇发酵。20世纪中期，由于生产成本等原因，丁醇发酵工艺逐渐衰退（Qureshi N, Blaschek H P. Recent advances in ABE fermentation: hyper-butanol producing Clostridium beijerinckii BA101. J Ind Microbiol Biotechnol 27:287-291.）。日前，随着石油危机等问题的日益突显，丁醇的生物发酵工业受到越来越多的关注。
甘蔗渣酸解糖液中含有酸类、醛类、木质素衍生物等副产物，甘蔗渣除少量用于造纸外，绝大部分被焚烧或废弃（李春光,周伟铎等.甘蔗渣纤维素提取及木质素与半纤维素脱除工艺探讨[J].中国农学通报,2011,4:316-320）。为有效提高丁醇发酵的经济竞争性，利用价格低廉的纤维原料和农林废弃物等作为底物制备燃料丁醇成为近年来研究的热点问题之一。本申请人之前申请的专利《一株高抗逆性贝氏梭菌及其应用》CN102174433A中涉及一株能利用未脱毒木质纤维酸解糖液的贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4，已保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC，保藏编号：CCTCC NO:M2010310，保藏日期2010年11月23日，在该专利中所用的P2培养基成分复杂，含有8种组分，且丁醇产量相对较低， NCIMB8052和IB4丁醇产量分别为1.6g/L和6.8g/L。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是提供一种廉价高产丁醇的发酵培养基及利用该培养基发酵产丁醇的方法。
技术方案：一种生产丁醇的发酵培养基，每升该培养基中含有玉米芯稀酸水解糖液总还原糖27.5~37g，碳酸氢铵1.4~2.2g，硫酸亚铁0.2~0.4g，碳酸钙2.5~3.5g，玉米浆0.8~1.2g，其余为水，pH 6.6~6.8。
其中，所述的玉米芯稀酸水解糖液是将玉米芯与1%~2%(wt)的H2SO4按质量比1:4~1:6混合，在121℃~125℃的高温下水解120~150min，冷却后抽滤，调节pH5.9~6.1，然后抽滤得到水解糖液。
一种用上述发酵培养基发酵生产丁醇的方法，包括菌种活化、种子培养、厌氧发酵三步骤，其中：所述厌氧发酵步骤中，5L发酵罐中发酵培养基体积为2～4L，接种量为8～10%（v/v），温度为35～40℃，发酵罐在接种后通入纯N2，以保持发酵体系的厌氧环境，10～20min后停止通气，搅拌速度在100～300 rpm，发酵时间在60～84 h。
其中，所述菌种为贝氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB8052或者其诱变菌株Clostridium beijerinckii IB4，该诱变菌株Clostridium beijerinckii IB4已保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC，保藏编号：CCTCC NO:M2010310。
其中，所述菌种活化步骤中，将50mL的血清瓶中加入培养基20～30mL，所述的培养基为pH 6.0～7.0的含有淀粉或者糖类等能提供碳源、氮源以及无机盐的液体培养基，通入纯N2，115～121℃灭菌15～30min，冷却后接入1mL甘油管中冻存的菌种，静置于恒温培养箱中，培养温度为30～40℃，活化时间为12～14h，得到活化的种子液。
其中，所述种子培养步骤中，培养时将500mL血清瓶中加入培养基100～400mL，所述的培养基为pH 6.0～7.0的含有淀粉或者糖类等能提供碳源、氮源以及无机盐的液体培养基，通入纯N2，115～121℃灭菌15～30min，冷却后接入活化的种子液，培养温度为30～40℃，在恒温培养箱中培养，培养时间为8～12h，用于发酵罐接种。
有益效果：本发明发酵培养基中所用玉米芯稀酸水解液是将玉米芯与稀H2SO4直接高温水解过滤而得，水解液中含有酚类抑制剂2.8~3.1g/L，不经脱毒处理工艺直接用于发酵培养基，添加碳酸氢铵，硫酸亚铁，碳酸钙，玉米浆，即可得到适于发酵的发酵培养基，配方简单，廉价易得，操作简便，培养基成本低廉，以贝氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB8052在本发明的培养基上发酵生产丁醇，得到的丁醇含量达到5.8g/L，以诱变菌株Clostridium beijerinckii IB4发酵可达到9.5g/L。本发明降低了丁醇的发酵成本，提高了碳源的利用率。该方法的最大特点是可以直接利用木质纤维素酸解糖液进行丁醇发酵。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
将购得的玉米芯120 g与2%(wt)的H2SO4600 mL混合，在125℃的高温下水解150min，冷却后抽滤洗涤至至相同体积，然后在80℃的水浴锅中加入Ca（OH）2中和至pH 6.0，然后抽滤洗涤至体积为600mL，得到的滤液即为玉米芯水解糖液（总还原糖为55.2g/L）。
将水解糖液稀释至还原糖浓度27.5 g/L、33 g/L、37 g/L分别和不同浓度的碳酸氢铵、硫酸亚铁、碳酸钙，玉米浆培养基混合厌氧发酵，得到丁醇产量如下述实施例所示。
实施例 2
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB8052
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖27.5 g/L），碳酸氢铵1.9 g/L，硫酸亚铁0.25 g/L，碳酸钙3.1 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为60h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为5.75g/L。
实施例3
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖27.5 g/L），碳酸氢铵1.8 g/L，硫酸亚铁0.30 g/L，碳酸钙3.0 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为60h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为7.48g/L。
实施例4
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖33 g/L），碳酸氢铵1.4 g/L，硫酸亚铁0.35 g/L，碳酸钙2.5 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为72h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为7.88g/L。
实施例 5
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖33 g/L），碳酸氢铵2.2 g/L，硫酸亚铁0.25 g/L，碳酸钙3.5 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为72h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为7.92g/L。
实施例 6
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖33 g/L），碳酸氢铵1.8 g/L，硫酸亚铁0.30 g/L，碳酸钙3.0 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为72h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为8.75g/L。
实施例 7
菌种：贝氏梭菌Clostridium beijerinckii IB4
种子培养基：酵母粉3g/L，蛋白胨5g/L，可溶性淀粉10g/L，乙酸铵 2g/L，NaCl 2g/L，MgSO4 3g/L，KH2PO4 1g/L，K2HPO4 1g/L，FeSO4·7H2O 0.1g/L，pH 6.0；
发酵培养基：玉米芯稀酸水解糖液（总还原糖37 g/L），碳酸氢铵1.8 g/L，硫酸亚铁0.30 g/L，碳酸钙3.0 g/L，玉米浆1 g/L，其余为水。pH 6.6~6.8。
5L发酵罐发酵时培养基装液量为3L。 将冻存的甘油管中的菌种接入50mL血清瓶中30mL的种子培养基中，通入N2，在恒温培养箱中培养，温度为35℃，活化培养。培养12h后，用无菌的移液枪将活化的菌种按5%的比例接入含有300mL种子培养基的500mL血清瓶中，扩大培养，12h后用于上述发酵培养基接种（5L发酵罐），接种量为10%（v/v），搅拌转速在120rpm，35℃发酵培养。接种后通入N2，通气量为0.25vvm，15min后停止通气，关闭通气口，保证发酵的厌氧环境。发酵时间为84h。
采用FULI 9710气相色谱仪测定溶剂含量，FID检测器，色谱柱：石英毛细管柱，固定相：SE-30，规格：30 m x 0.32 mm x 1 μm，类型：交联，最高使用温度290℃。柱箱温度90℃，检测器温度180℃，进样器180℃，载气为N2，流速30 mL/min，以异丁醇为内标物，进样量0.4 μL。测得本实施例中的丁醇含量为9.45g/L。
Claims (3)
1.一种生产丁醇的发酵培养基，其特征是每升该培养基中含有玉米芯稀酸水解糖液总还原糖27.5~37g，碳酸氢铵1.4~2.2g，硫酸亚铁0.2~0.4g，碳酸钙2.5~3.5g，玉米浆0.8~1.2g，其余为水，pH 6.6~6.8；
所述的玉米芯稀酸水解糖液是将玉米芯与1%~2%(wt)的H2SO4按质量比1:4~1:6混合，在121℃~125℃下水解120~150min，冷却后抽滤，Ca(OH)2调节pH为5.9~6.1，然后抽滤得到水解糖液。
2.一种用权利要求1所述的发酵培养基发酵生产丁醇的方法，包括菌种活化、种子培养、厌氧发酵三步骤，其特征在于：所述厌氧发酵步骤中，接种量为8～10%（v/v），温度为35～40℃，发酵罐在接种后通入纯N2，10～20min后停止通气，搅拌速度在100～300 rpm，发酵时间在60～84 h；
所述菌种活化步骤中，将50mL的血清瓶中加入培养基20～30mL，通入纯N2，115～121℃灭菌15～30min，冷却后接入1mL甘油管中冻存的菌种，静置于恒温培养箱中，培养温度为30～40℃，活化时间为12～14h，得到活化的种子液；
所述种子培养步骤中，培养时将500mL血清瓶中加入培养基100～400mL，通入纯N2，115～121℃灭菌15～30min，冷却后接入活化的种子液，培养温度为30～40℃，在恒温培养箱中培养，培养时间为8～12h，用于发酵罐接种。
3.根据权利要求2所述的发酵生产丁醇的方法，其特征在于：所述菌种为贝氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB8052或者其诱变菌株Clostridium beijerinckii IB4. CCTCC No.M2010310。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210032324.4A CN102559778B (zh) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | 一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210032324.4A CN102559778B (zh) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | 一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102559778A CN102559778A (zh) | 2012-07-11 |
| CN102559778B true CN102559778B (zh) | 2013-11-06 |
Family
ID=46406383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210032324.4A Expired - Fee Related CN102559778B (zh) | 2012-02-14 | 2012-02-14 | 一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102559778B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103451241A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-18 | 南京工业大学 | 一种制备丁醇的方法 |
| CN103571772B (zh) * | 2013-11-08 | 2016-04-13 | 南京工业大学 | 一株新的产丁醇菌株及其生产丁醇的方法 |
| CN103898010B (zh) * | 2014-03-10 | 2016-04-20 | 广州甘蔗糖业研究所 | 一株高耐受性拜氏梭菌及其应用 |
| CN104745638B (zh) * | 2015-04-01 | 2018-08-21 | 南京工业大学 | 一种利用中药渣联产有机溶剂及氢气的方法 |
| CN106467920B (zh) * | 2015-08-17 | 2020-04-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种淀粉同步糖化发酵生产丁醇的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN88101266A (zh) * | 1987-03-10 | 1988-09-28 | 赫尔穆特·埃芬堡格 | 含糖类培养基的微生物发酵方法 |
| CN1563105A (zh) * | 2004-03-27 | 2005-01-12 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种提取荒漠藻多糖的方法 |
| CN101434968A (zh) * | 2007-11-15 | 2009-05-20 | 华北制药集团有限责任公司 | 一种生产制备生物燃料丁醇的方法 |
-
2012
- 2012-02-14 CN CN201210032324.4A patent/CN102559778B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN88101266A (zh) * | 1987-03-10 | 1988-09-28 | 赫尔穆特·埃芬堡格 | 含糖类培养基的微生物发酵方法 |
| CN1563105A (zh) * | 2004-03-27 | 2005-01-12 | 中国科学院水生生物研究所 | 一种提取荒漠藻多糖的方法 |
| CN101434968A (zh) * | 2007-11-15 | 2009-05-20 | 华北制药集团有限责任公司 | 一种生产制备生物燃料丁醇的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102559778A (zh) | 2012-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ratnavathi et al. | Sweet sorghum as feedstock for biofuel production: a review | |
| Karimi et al. | Efficient ethanol production from kitchen and garden wastes and biogas from the residues | |
| CN102352381B (zh) | 以木糖生产废液制造丙酮、丁醇的方法 | |
| Li et al. | A novel cost-effective technology to convert sucrose and homocelluloses in sweet sorghum stalks into ethanol | |
| CN101981199A (zh) | 通过两种微生物的顺序作用将植物材料转化为燃料和化学产品的方法 | |
| CN102251010B (zh) | 一种蔗渣高效同步糖化共发酵产乙醇的方法 | |
| CN102559778B (zh) | 一种发酵培养基及用该培养基发酵生产丁醇的方法 | |
| CN101514349A (zh) | 一种由竹材纤维制备燃料乙醇的方法 | |
| Pattra et al. | Optimization of factors affecting acid hydrolysis of water hyacinth stem (Eichhornia crassipes) for bio-hydrogen production | |
| CN1884569B (zh) | 木糖的酶法制备方法 | |
| CN105779512B (zh) | 一种木质纤维废弃物混合水解制取燃料乙醇的方法 | |
| CN102191279A (zh) | 一种对预处理后木质纤维素生物质进行生物脱毒的方法 | |
| CN101294171B (zh) | 一种由木质纤维质原料制备微生物油脂的方法 | |
| CN109797121A (zh) | 一株降解纤维素的微生物菌株lm-1801及其应用 | |
| CN102827883A (zh) | 一种碱性预处理植物纤维原料酶解发酵制取乙醇的方法 | |
| Tang et al. | Integrated process of starch ethanol and cellulosic lactic acid for ethanol and lactic acid production | |
| CN104087622A (zh) | 利用木质纤维素生物质联产丁醇和氢气的方法 | |
| CN101696429B (zh) | 富含半纤维素废弃农作物水解发酵产丁醇方法 | |
| CN102703523B (zh) | 以甘蔗渣和糖蜜为原料混合发酵生产丁醇的方法 | |
| Abubakar et al. | Dilute sulphuric acid pre-treatment for efficient production of bioethanol from sugarcane bagasse using Saccharomyces cerevisiae | |
| CN102286572A (zh) | 一种以秸秆为原料制备可发酵糖液的方法 | |
| CN103614418A (zh) | 一种同步糖化发酵生产燃料乙醇的方法 | |
| CN109486868A (zh) | 一种以木质纤维素为原料发酵生产异丙醇和丁醇的方法 | |
| Vandevoorde et al. | Anaerobic solid state fermentation of cellulosic substrates with possible application to cellulase production | |
| CN114854798B (zh) | 一种有效提高生物质乳酸发酵的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131106 Termination date: 20180214 |