高粱两步法厌氧发酵产己酸研究OA北大核心CSTPCD

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵液混合,并接种己酸复合菌液,厌氧发酵制得己酸。研究发现:通过优化丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液的发酵工艺,丁酸发酵液中的丁酸、乙酸产量达到20.16 g/L和8.47 g/L,淀粉转化率达到76.02%;乳酸发酵液中的乳酸产量和乳酸产率分别达到11.41 g/L和42.48%;乙醇发酵液中的乙醇产率可达95.06%。继续优化己酸发酵工艺,发现当乙醇发酵液和乳酸发酵液同时作为电子供体时,己酸产量和产率均显著提升,分别达到4.15 g/L和75.2 mg/g,且当乙醇发酵液和乳酸发酵液中乙醇与乳酸添加的质量浓度比为2∶1时,己酸产量和产率均达到最高,分别为6.65 g/L和99.78 mg/g。对己酸发酵过程中微生物与己酸的相关性分析发现,发酵过程中和己酸含量呈正相关的微生物有产己酸菌属(Caproiciproducens)、Clostridium_sensu_stricto_12、Pseudoclavibacter。其中Caproiciproducens随着发酵进行不断富集,到发酵后期相对丰度达到37.81%,是己酸形成的主要贡献者。希望研究可为无外源电子供体添加条件下,实现高粱两步法厌氧发酵生产己酸提供理论基础,为拓展高粱的资源化利用提供思路。