合成气发酵梭菌C. autoethanogenum 的生长与CO发酵研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2014.11.020

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (11): 136-142.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.11.020

合成气发酵梭菌C. autoethanogenum 的生长与CO发酵研究

徐惠娟^1,2 梁翠谊¹ 许敬亮¹ 郭颖¹ 张宇¹ 庄新姝¹ 袁振宏^1†

1．中国科学院广州能源研究所∥可再生能源重点实验室，广东广州 510640; 2．中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2014-04-30 修回日期:2014-06-30 出版日期:2014-11-25 发布日期:2014-11-17
通信作者: 袁振宏(1953-)，男，研究员，主要从事生物质能源的生化转化研究． E-mail:yuanzh@ms.giec.ac.cn
作者简介:徐惠娟(1971-)，女，副研究员，主要从事燃料乙醇的生物合成研究．E-mail:xuhj@ms．giec．ac．cn
基金资助:
国家“863” 高技术计划项目(2013AA065803);广州市科技计划项目(2014J4100220);生物反应器工程国家重点实验室开放课题(2014OPEN10);中国科学院广州能源研究所所长创新基金重点培育项目(y407p11001)

Growth Characteristics and Carbon Monoxide Fermentation Performance of Clostridium autoethanogenum

Xu Hui- juan^1,2Liang Cui- yi¹ Xu Jing- liang¹ Guo Ying¹ Zhang Yu¹ Zhuang Xin- shu¹ Yuan Zhen- hong¹

1.Guangzhou Institute of Energy Conversion∥Key Laboratory of Renewable Energy,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

Received:2014-04-30 Revised:2014-06-30 Online:2014-11-25 Published:2014-11-17
Contact: 袁振宏(1953-)，男，研究员，主要从事生物质能源的生化转化研究． E-mail:yuanzh@ms.giec.ac.cn
About author:徐惠娟(1971-)，女，副研究员，主要从事燃料乙醇的生物合成研究．E-mail:xuhj@ms．giec．ac．cn
Supported by:
国家“863” 高技术计划项目(2013AA065803);广州市科技计划项目(2014J4100220);生物反应器工程国家重点实验室开放课题(2014OPEN10);中国科学院广州能源研究所所长创新基金重点培育项目(y407p11001)

摘要/Abstract

摘要： 为探讨合成气发酵乙醇的新工艺，对梭菌C．autoethanogenum 的生长特性及CO 发酵性能进行了研究．考察了不同碳源对C．autoethanogenum 生长的影响，发现木糖是其生长的最佳底物．对生长培养基进行了改良，使C．autoethanogenum 的菌体质量浓度提高2 倍以上，代谢产物以乙酸为主，只产生少量乙醇．利用1L 气体采样袋研究了C．autoetha- nogenum 的CO 发酵性能，在1．0g/L 酵母膏的发酵培养基中经过两次CO 发酵后，乙醇质量浓度达3．464g/L，CO 乙醇转化率达51．7%．研究表明:N 2 环境、180℃、4MPa 下，20min 高温液态水处理蔗渣得到的水解液可用于C．autoethanogenum 的培养，培养液再进行CO 发酵，经过一次发酵后得到的乙醇质量浓度为3．13g/L，CO 乙醇转化率为46．9%，与之前两次发酵的结果接近，但是发酵时间大大缩短．

关键词: 合成气, 乙醇, 一氧化碳, 气体发酵

Abstract:

In order to develop the new technology of ethanol production from synthesis gas fermentation,the growth characteristics and carbon monoxide (CO) fermentation performance of C.autoethanogenum were investigated.The effects of different carbon sources on the growth of C.autoethanogenum were analyzed and the results show that xy- lose is the optimal substrate.After the growth medium being modified,the cell density of C.autoethanogenum in- creased by more than 2 times,and the metabolic products were mostly acetic acid with a small amount of ethanol.Moreover,the CO fermentation performance of C.autoethanogenum was studied in 1L gas sampling bags.After twice CO fermentation with C.autoethanogenum in the fermentation medium containing 1.0g/L yeast extract,an ethanol concentration of 3.464g/L was achieved,and the yield of ethanol from CO reached 51.7%.The investigation re- sults also indicate that the hydrolysate of bagasse treated with hot liquid water at 180℃ in a 4MPa N 2 atmosphere for 20min can be utilized to culture C.autoethanogenum,and the corresponding ethanol concentration and ethanol yield from CO can reach 3.13g/L and 46.9%,respectively after only once CO fermentation,which are similar to the results of the twice CO fermentation but with much less culture time.

Key words: synthesis gas, ethanol, carbon monoxide, gas fermentation

中图分类号:

Q815

徐惠娟梁翠谊许敬亮郭颖张宇庄新姝袁振宏. 合成气发酵梭菌C. autoethanogenum 的生长与CO发酵研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(11): 136-142.

Xu Hui- juan Liang Cui- yi Xu Jing- liang Guo Ying Zhang Yu Zhuang Xin- shu Yuan Zhen- hong. Growth Characteristics and Carbon Monoxide Fermentation Performance of Clostridium autoethanogenum[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2014, 42(11): 136-142.

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Growth Characteristics and Carbon Monoxide Fermentation Performance of Clostridium autoethanogenum

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