共底物

共底物

共底物是指為了培育、發酵另一種物質面作為培養基的物質。

簡介

隨著世界工業的迅猛發展，能源危機日益突出，已逐漸成為制約現代社會發展的瓶頸。而對人類最為重要的能源物質----石油作為不可再生資源，其有限的存儲量已越來越難以滿足工業發展對其需求，同時也限制了一系列相關化工產品的生產。尋找可再生資源作為石油替代品意義重大。在此過程中生物轉化法以其成本低、轉化率高、反應條件溫和、對環境友好等優點備受關注。本作品中生物轉化的目標產物2，3-丁二醇是一種極具價值的液體燃料，其燃燒值為27198J/g，可與甲醇（22081J/g）、乙醇（29055J/g）相媲美。此外，2，3-丁二醇可用於製備樹脂、化妝品、油墨、香料、炸藥及醫藥中間體，還可作為化工原料來合成其他化學品。但由於化學法合成較困難，至今尚未實現工業化生產。發酵法生產2，3-丁二醇則成為其最佳選擇，如果能充分開發出2，3-丁二醇的套用，將形成一個新行業。目前國內有廠家少量生產2，3-丁二醇，市場價為7萬元/噸，用於白酒工業中作為風味添加劑及用來製備香料3-羥基-2-丁酮，是一個潛在的巨大市場。本作品提出的採用葡萄糖、木糖共底物生物轉化生產2，3-丁二醇將為直接採用木質纖維素的降解物進行生物轉化生產2，3-丁二醇可極大地降低目標產品的生產成本，提高其市場競爭力。同時作品中所進行的代謝計量分析為該過程的實驗研究起到了理論指導作用。為該發酵過程條件的最佳化及最大轉化率的探索提供了理論依據。也推動了人們對共底物生物轉化規律的理論研究與實踐探索。

相關資料

以葡萄糖和甘油作為共底物培養基,將利用葡萄糖產甘油的酵母Candidakrusei和利用甘油產1,3-丙二醇的細菌Klebsiellapneumoniae進行混菌培養,考查了雙菌混合培養轉化葡萄糖生成1,3-丙二醇的能力。首先考察了不同初始甘油和葡萄糖濃度對發酵結果的影響,在葡萄糖濃度為100g/L和甘油濃度為80g/L時得到較好的結果。然後在混合培養基中,對Candidakrusei和Klebsiellapneumoniae分別獨立培養時的生長情況,與雙菌混合培養時的菌體生長情況作了比較,並同時對底物的利用和產物的生成情況作了比較。結果表明,葡萄糖的加入會抑制Klebsiellapneumoniae的生長,但是隨著Candidakrusei對葡萄糖的不斷利用,葡萄糖對Klebsiellapneumoniae的生長的抑制會減弱。雙菌混合培養可以將部分葡萄糖轉化為1,3-丙二醇,但是其轉化效率不高。