Oil Palm Empty Fruit Bunch as Alternative Substrate for Acetone–Butanol–Ethanol Production by Clostridium butyricum EB6
- 作者
- Mohamad Faizal Ibrahim, Suraini Abd-Aziz, Mohamad Nafis Abdul Razak, Lai Yee Phang, Mohd Ali Hassan
- 杂志
- Applied Biochemistry and Biotechnology（2012）
- DOI
- 10.1007/s12010-012-9538-6
- 所属领域
- 发酵工程
- 关键词
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解决的核心问题
探索油棕空果串（OPEFB）作为替代底物，利用丁酸梭菌EB6生产丙酮-丁醇-乙醇（ABE）的可行性，并优化发酵条件以提高ABE产量。
研究策略
对OPEFB进行碱预处理和酶解糖化获得可发酵糖，采用Clostridium butyricum EB6进行厌氧批次发酵，考察不同初始pH（5.0、5.5、6.0、6.5）和氮源浓度（0、3、6、9、12 g/l）对ABE生产的影响。
核心内容
该研究探索了油棕空果串（OPEFB）作为替代底物，利用丁酸梭菌EB6进行丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵的可行性。研究对OPEFB进行碱预处理和酶解糖化获得水解液，随后在厌氧批次发酵中考察不同初始pH（5.0–6.5）和氮源浓度（0–12 g/l）对ABE生产的影响。结果显示，以OPEFB水解液为底物时，初始pH 5.5条件下ABE产量为2.61±0.35 g/l，比葡萄糖培养基（0.24 g/l）高约10倍；pH提高至6.0时ABE产量进一步升至3.47±0.91 g/l，得率为0.24 g/g。氮源浓度优化方面，3 g/l时ABE得率达0.39 g/g，相比12 g/l氮源条件提高64%。pH 6.5时总有机酸产量达13.05 g/l，糖消耗率为89.25%，而pH 5.0时菌株无生长。研究表明，OPEFB水解液比葡萄糖更有利于ABE生产，通过调控初始pH和限制氮源浓度可显著提升ABE得率，为油棕生物质废弃物资源化利用提供了有效途径。
创新点
首次报道利用Clostridium butyricum EB6从油棕空果串水解液生产ABE；发现OPEFB水解液比葡萄糖更有利于ABE生产；通过限制氮浓度显著提高ABE得率。
研究对象（2）
| 底盘细胞 | 代谢通路 | 基因 | 蛋白 | 功能 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| Clostridium butyricum EB6 | ABE发酵途径（丙酮-丁醇-乙醇合成） | — | — | 催化 | 用于ABE发酵的生产菌株，可代谢葡萄糖和木糖等糖类 |
| — | — | — | Celluclast 1.5 L | 催化 | 纤维素酶混合物（含β-葡萄糖苷酶、CMCase和FPase），用于OPEFB糖化 |
关键发现
- 以处理后的OPEFB水解液为底物，在初始pH
- 5时ABE产量为2.61±0.35 g/l，比葡萄糖培养基（0.24±0.00 g/l）高约10倍；在pH
- 0时ABE产量提高到3.47±0.91 g/l，得率0.24±0.06 g/g；氮浓度为3 g/l时ABE得率达到0.39 g/g，相比12 g/l氮浓度提高64%；pH
- 5时总有机酸产量达13.05±0.61 g/l（乙酸7.42±0.36 g/l，丁酸5.63±0.025 g/l），糖消耗率89.25%；在pH
- 0时无生长，未检测到ABE。
研究结论
OPEFB水解液可作为C. butyricum EB6生产ABE的有效底物，通过优化初始pH和氮源浓度可显著提高ABE产量和得率，为油棕生物质资源化利用提供了新途径。