利用纖維素水解液中的纖維二糖發酵制備丁二酸

徐 蓉，奚永蘭，張九花，戴文宇，萬月佳，陳可泉，姜 岷

（南京工業大學生物與制藥工程學院，材料化學工程國家重點實驗室，江蘇 南京 211816）

丁二酸又名琥珀酸，是一種重要的碳四平臺化合物，其作為一種重要的化工原料在醫藥、食品以及表面活性劑等行業有著廣泛的用途。傳統的丁二酸生產方法以不可再生的石油資源為原料帶來了高成本、高污染等問題，限制了琥珀酸作為基本化工原料的廣泛應用。而微生物發酵法生產丁二酸具有利用可再生資源、固定溫室氣體CO2等優點，近年來成為國內外研究的熱點，并在菌種選育和發酵培養條件優化等方面取得了重要的進展[1-3]。

目前研究的丁二酸生產菌株主要集中在產琥珀酸放線 桿菌（Actinobacillus succinogenes）[4-5]、產琥珀酸厭氧螺菌（ Anaerobiospirillum succiniproducens ）[6-7]、 產 琥 珀 酸 曼 式 桿 菌（Mannheimia succiniciproducens）[8]、重組大腸桿菌（Escherichia coli）[9]。其中，產琥珀酸防線桿菌是一種從瘤胃中分離、耐滲透壓的兼性厭氧細菌，這種細菌可以高產琥珀酸，而且它可以在厭氧條件下利用和同化多種糖類，如葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖、蔗糖、纖維二糖和甘露醇等[10]。產琥珀酸放線桿菌的這一特點，使它能夠利用各種各樣的糖類作為碳源高效生產丁二酸。據報道，一些廢棄的廉價可再生纖維素資源如秸稈[11]、玉米皮[12]、甘蔗渣[13]等經過處理后得到的水解液可作為產琥珀酸放線桿菌生產丁二酸的原料，而這些水解液中往往含有多種糖類，如木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、纖維二糖等，但是很少有研究者去考察產琥珀酸防線桿菌利用二糖生產丁二酸的情況，以及水解液中二糖的存在對菌體利用其它單糖的影響。……