生物基化学品2,3-丁二醇的研究进展

从2,3-丁二醇的发酵研究(菌株、非粮碳源、发酵工艺)和下游处理技术两方面对生物法生产2,3-丁二醇的研究进展进行了概述,并对不同的分离方法进行了比较,指出降低2,3-丁二醇的生产成本应从菌种选育、发酵工艺优化及高效廉价节能的分离工艺研究出发,并在此基础上进行系统优化、展开2,3-丁二醇的应用研究是今后生物法生产2,3-丁二醇研究应关注的问题.     

盾叶薯蓣糖化液发酵生产2,3-丁二醇

利用克雷伯氏杆菌以盾叶薯蓣糖化液为底物发酵生产2,3-丁二醇(2,3-BD),考察了2,3-BD浓度、生产强度、有机酸生成及代谢流量分布情况. 结果表明,盾叶薯蓣中的有机酸成分能促进三羧酸循环途径和乙酸途径的代谢流,减弱琥珀酸途径的代谢流,从而提高2,3-BD的浓度. 以盾叶薯蓣糖化液为底物,采用批式流加方式,补加固体葡萄糖,发酵56 h,发酵液中2,3-BD最终浓度达到80.20 g/L,乙偶姻与2,3-BD浓度之和最终达到86.19 g/L,生产强度达到1.54 g/(L×h),比单独以葡萄糖为底物时分别提高了8.50%, 7.38%和7.69%.     

生物基有机酸提取分离技术研究进展

有机酸如乳酸、琥珀酸、柠檬酸、衣康酸、苹果酸等在工业上有重要应用,随着食品、医药、化学合成等工业的发展,有机酸需求骤增,发酵生产有机酸逐渐成为生物工程领域中一个重要而成熟的分支,但存在产物浓度低、成分复杂、后处理量大等问题. 有机酸亲水性好、不同有机酸物理化学性质相近等特点导致产物分离提纯困难,成为制约生物法生产有机酸的瓶颈. 分离发酵液中有机酸的方法主要有沉淀法、萃取法、吸附法、离子交换法、膜分离法、电渗析法和酯化法等. 通过各种分离方法的对比,发现单一的分离方法很难有效分离有机酸. 集成不同分离方法,可简化分离工艺,分离效果更好. 此外,采用新型分离耦合技术,可实现有机酸的连续或半连续生产,是未来发酵行业的一个重要发展方向.     

盐析萃取菊芋发酵液中的2,3-丁二醇(英文)

The removal of solid impurities and separation of target products from a fermentation broth is becoming more tedious with the utilization of lignocelluloses as source of substrate.2,3-Butanediol,an important chemical used widely is also a main product of sugar-based fermentation carried out by Klebsiella pneumoniae.In this study,we investigated the use of salting-out extraction(SOE) that employed a K2HPO4/ethanol system consisting of 21% ethanol and 17% K2HPO4(mass fraction) to separate 2,3-butanediol from the viscous Jerusalem artichoke-based fermentation broth.After SOE,about 98% of solid matters was removed,and the viscosity decreased from 72.5 mPa s in the original fermentation broth to 4.4 mPa s in the top phase.The partition coefficient and yield of 2,3-butanediol reached 13.4 and 99%,respectively,and 89% of soluble proteins was removed from the broth.The results showed that SOE is an efficient way for isolating 2,3-BD from a highly viscous fermentation broth by removing much of the solid matters within the broth.     

无致癌性皮革专用黑NEWSTAR-2GB染色性能研究

皮革专用黑ＮＥＷＳＴＡＲ－２ＧＢ是无致癌毒性的联苯胺代用染料，本文研究了其在皮革染色中的应用性能，结果表明，该染料不仅可替代直接黑ＢＮ（Ｃ．Ｉ直接黑３８）和直接耐晒黑Ｇ（Ｃ．Ｉ直接黑１９），而且其性能和进口皮革黑染料相当。     

乙醇/碳酸钾双水相萃取盾叶薯蓣发酵液中的2,3-丁二醇

实验考察了乙醇/碳酸钾双水相萃取盾叶薯蓣发酵液中2,3-丁二醇的分配情况,并对其工艺条件进行了优化。结果表明,当乙醇22%(质量)、碳酸钾26%(质量)时,发酵液中2,3-丁二醇的回收率达到最高值97%,此时,乙偶姻和残余还原糖的回收率为97%和87%,菌体和蛋白的去除率分别为99%和94%,而丙酮酸、柠檬酸、苹果酸、延胡索酸和琥珀酸的去除率高达100%,这为2,3-丁二醇的工业分离提供了一种新的技术。     

禁用染料直接黑38的代用途径

本文对直接黑３８的代用染料进行了分析和阐述，为染料应用者选择染料提供了一定的依据。     

枯草芽孢杆菌发酵甘草渣产2,3-丁二醇和乙偶姻的初步研究

甘草渣是甘草提取完活性成分后的剩余物，富含木质纤维素。以甘草渣为研究对象，以2种稀碱（Na2CO3水溶液和NaOH水溶液）以及稀碱（Na2CO3水溶液或NaOH水溶液）和醋酸乙醇胺离子液体混合液为溶剂对甘草渣进行预处理，研究不同碱浓度和预处理温度对甘草渣组成及酶解效果的影响。结果表明，质量分数2%的NaOH水溶液在固液比（w/v）1:10（即每克甘草渣加入10毫升溶剂）、100 ℃条件下预处理甘草渣1.5 h，木质素去除率达54.1%、纤维素回收率为77.2%；样品酶解24 h，葡萄糖得率可达53.5%，较预处理前甘草渣（10.6%）提高了4.0倍。最后，对预处理后的甘草渣进行高固酶解，在固液比3:10、酶用量45 FPU/g生物质条件下酶解72 h，葡萄糖产量达到86.2 g/L、木糖18.9 g/L。以此酶解液为碳源进行发酵，96 h后发酵液中2,3-丁二醇和乙偶姻总产量为43.9 g/L，还原糖转化率为0.42 g/g；与对照组相比，酶解液更有利于菌体生长，生产强度提高，但转化率略低。     

Klebsiella pneumoniae发酵菊芋生产2,3-丁二醇的初步研究

对Klebsiella pneumoniae发酵菊芋块茎生产2,3-丁二醇进行了初步研究,通过摇瓶实验考察了不同碳源及培养基中微量元素对发酵的影响. 结果表明,菊芋是良好的发酵2,3-丁二醇的底物,以其为底物时产物浓度和生产强度比葡萄糖发酵提高了42%以上,培养基中不添加微量元素对菊芋发酵基本没有影响,因而可简化培养基成分以降低生产成本. 在发酵罐批式流加实验中,发酵56 h菊芋发酵的产物浓度和生产强度分别为81.47 g/L和1.45 g/(L×h),与葡萄糖发酵结果相当.     

2,3-丁二醇发酵液的双水相萃取

研究了从发酵液中双水相萃取2,3-丁二醇的工艺条件,以目标产物的分配系数和回收率为指标,分别考察了不同双水相萃取体系以及相组成对2,3-丁二醇分配的影响,确定了适合于2,3-丁二醇发酵液萃取的最佳相组成. 结果表明,适合2,3-丁二醇双水相萃取的体系为乙醇/硫酸铵体系,对于絮凝后的发酵液,采用硫酸铵浓度为20%(w)、乙醇浓度为27%(w)的双水相体系,发酵液中2,3-丁二醇的分配系数和回收率最高,分别达到了7.4和90.18%. 该工艺操作简单,能够有效地分离发酵液中的2,3-丁二醇.