[发明专利]一种直接酶解植物秸秆发酵生产2.3－丁二醇的方法

摘要

本发明涉及直接酶解植物秸秆发酵生产2.3－丁二醇的方法：从山东荣城造纸厂漂白车间附近的污染土中，分离得到具有高纤维素酶活并具产2.3－丁二醇能力的芽孢杆菌，以秸秆类或木质纤维素作唯一碳源，使用该芽孢杆菌在培养基不外加纤维素酶的条件下，进行固态发酵生产2.3－丁二醇。本发明针对石油资源短缺和价格飞涨，开发石油替代，利用秸秆类可再生资源通过微生物发酵生产关键性平台化合物－2.3－丁二醇，实现秸秆类生物质的高值化利用；克服目前微生物发酵产2.3－丁二醇方法中存在的不能直接利用纤维素作碳源和理化预处理易产生发酵抑制物的问题以及液态发酵导致提取难的问题。

主权项

1.一种直接酶解植物秸秆发酵制备2.3-丁二醇的方法，该方法为：提供一具有分泌纤维素酶能力的芽孢杆菌；以秸秆类或木质纤维素作唯一碳源，使用该芽孢杆菌在培养基不外加纤维素酶的条件下，进行发酵生产2.3-丁二醇；其具体步骤如下：1)取山东荣城造纸厂漂白车间附近的污染土，分离得到具有高纤维素酶活并具产2.3-丁二醇能力的芽孢杆菌，该芽孢杆菌在结晶纤维素平板上37℃培养40h，菌落特征为：表面无光泽、椭圆型、黄白色黏液状、有香味，易挑起，生长旺盛；2)碱处理秸秆粉：在植物秸秆粉料中加入质量百分比浓度为2％的NaOH溶液得植物秸秆碱液，并在85℃水浴中处理1h，水洗至中性，60℃烘干得碱处理后的秸秆粉料，备用；所述植物秸秆碱液中的固液质量比1∶5；3)将碱处理后的秸秆粉料进行液体发酵培养或者固态发酵培养制备2.3-丁二醇：所述的将碱处理后的秸秆粉料进行液体发酵培养制备2.3-丁二醇步骤如下：从步骤1)芽孢杆菌的保藏斜面上，挑取一环接种在种子培养基上，30-37℃，160-220rpm震荡条件下培养12-24h后制得芽孢杆菌种子液；所得芽孢杆菌种子液不经优化，按体积比7-12％的比例将该芽孢杆菌种子液转接于液体发酵培养基中，30-37℃，160-220rpm震荡发酵培养96-144h；之后，发酵液经100-120目过滤除去发酵液中残渣，得到的过滤液在4000-8000转/min，离心5-20min后获得上清液，上清液再在40-60℃进行减压蒸馏；蒸馏的冷凝回收液再通过精馏，收取175-183℃馏分即为2.3-丁二醇；所述液体发酵培养基的组成及配比为：NaCl 5g，蛋白胨5g，碱处理后的麦草秸秆粉50g，自来水1000ml，搅拌混匀后调pH6.5-7.0，121℃灭菌20min；所述将碱处理后的秸秆粉料进行固态发酵培养制备2.3-丁二醇的步骤如下：从步骤1)芽孢杆菌的保藏斜面上，挑取一环接种在种子培养基上，30-37℃，160-220rpm震荡条件下培养12-24h后制得芽孢杆菌种子液；所得芽孢杆菌种子液不经优化，按重量比的7-10％的比例转接于固态发酵培养基中，30-37℃，180-220rpm震荡培养培养120-144h；固态发酵完毕后，再在索氏抽提器中用正丁醇、醋酸正丁醇或醋酸乙酯有机溶剂，反复抽提6h，循环回流4-6次/h，得到的粗提液再在旋转蒸发仪上经40-60℃下减压浓缩至体积不变时即得2.3-丁二醇；所述的固态发酵培养基组成及配比为：碱处理植物秸秆粉250g，无机盐溶液1L，所述无机盐溶液中含KH2PO4 4g，(NH4)2SO4 16g，和MgSO4 1g，搅拌混匀后调pH6.5-7.0，121℃灭菌20min。