1、2,3-丁二醇是重要的化工原料及液體燃料，利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)2,3-丁二醇是替代傳統(tǒng)化工合成的一種可行途徑。由于石油資源的日漸緊缺，利用廉價(jià)的木質(zhì)纖維作為原料發(fā)酵生產(chǎn)2,3-丁二醇更具有競(jìng)爭(zhēng)力和應(yīng)用價(jià)值，本文以玉米秸稈作為初始原料，研究了預(yù)處理、纖維素酶解、單批發(fā)酵、分批補(bǔ)料發(fā)酵、同步糖化發(fā)酵等各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，研究結(jié)果對(duì)于促進(jìn)非糧食原料的生物轉(zhuǎn)化利用具有重要意義。
　　 對(duì)玉米秸稈的預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：稀酸處理

2、可以脫除大部分的半纖維素，稀堿處理可以脫除大部分的木質(zhì)素。纖維素酶水解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：堿處理后玉米秸稈酶解液中的單糖含量較高，主要得益于木質(zhì)素的高脫除，以及潤(rùn)張后的纖維素成分更容易被纖維素酶所降解，稀堿預(yù)處理是一種有效的預(yù)處理方案。
　　 預(yù)處理過(guò)程引入了無(wú)機(jī)鹽，當(dāng)代表性無(wú)機(jī)鹽Na2SO4濃度低于20g/L時(shí)，對(duì)后續(xù)發(fā)酵無(wú)明顯影響。乙酸和乙醇是主要的發(fā)酵副產(chǎn)物，當(dāng)濃度分別超過(guò)20g/L和5g/L時(shí)，會(huì)對(duì)菌株生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯抑制作用。<

3、br>　　 發(fā)酵適宜的初始pH值為6.0～6.5，總糖濃度為80～100g/L。產(chǎn)酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca ZU-03利用秸稈纖維素水解液?jiǎn)闻l(fā)酵實(shí)驗(yàn)表明，在總糖濃度80 g/L，30℃的條件下發(fā)酵64 h，總糖利用率可達(dá)到99.36％，2,3-丁二醇的質(zhì)量濃度為37.20 g/L，產(chǎn)率為0.468 g/g，達(dá)到理論產(chǎn)率的93.6％。在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了來(lái)自半纖維素和纖維素的五碳糖和六碳糖的共利用。
　　 單

4、批發(fā)酵中出現(xiàn)的底物抑制瓶頸可以通過(guò)分批補(bǔ)料策略來(lái)克服。研究表明12h是比較合適的補(bǔ)料起始時(shí)間，比較合適的單次補(bǔ)料量是15 g/L。補(bǔ)料成分的較佳碳氮比為16，連續(xù)發(fā)酵204 h產(chǎn)物濃度達(dá)到100.14 g/L，最高產(chǎn)量達(dá)到108.13g/L，相對(duì)于單批發(fā)酵，產(chǎn)量提高了190.7％，通過(guò)分批補(bǔ)料操作獲得了較高的產(chǎn)物濃度，對(duì)于降低下游的分離成本具有實(shí)際價(jià)值。
　　 同步糖化發(fā)酵法(Simultaneous saccharificat

5、ion and fermentation，SSF)生產(chǎn)2,3-丁二醇整合了酶解和發(fā)酵兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，不但省去了酶解液處理步驟，而且提高了生產(chǎn)效率，降低了成本。Klebsiella oxytoca ZU-03利用纖維原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)2,3-丁二醇的適宜的溫度為31℃，初始pH值為6.0，纖維素酶的合適用量為25 FPIU/g底物，纖維二糖酶用量是20 CBIU/g底物，SSF進(jìn)行36 h，發(fā)酵液中2,3-丁二醇的濃度為23.30 g/L