重組大腸桿菌KO11利用單糖發(fā)酵乙醇條件優(yōu)化*

王浩襲，王鵬，王靜，牟海津

(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島，266003)

隨著化石能源的枯竭與環(huán)境污染的加劇，尋找替代能源是解決人類能源問題的必經(jīng)之路。生物乙醇是可再生能源，比化石能源更清潔［1］，其生產(chǎn)原料來自淀粉質(zhì)、糖質(zhì)、纖維質(zhì)等。目前生物乙醇主要使用玉米、甘蔗渣等為原料，但用其生產(chǎn)的乙醇成本高，并會(huì)產(chǎn)生食品安全威脅，限制了生物乙醇的發(fā)展［2］。纖維質(zhì)來源廣泛，價(jià)格低廉，具有生產(chǎn)生物質(zhì)乙醇的巨大潛力，其主要成分為纖維素、半纖維素、木質(zhì)素［3］，以及少量果膠、灰分等［4］。纖維素最終水解產(chǎn)物為葡萄糖，半纖維素水解后主要得到木糖［5］和少量的甘露糖、半乳糖、鼠李糖等還原糖。如果將半纖維素降解的糖發(fā)酵生成乙醇，可提高纖維燃料乙醇轉(zhuǎn)化率［6］。有些自然界的細(xì)菌能發(fā)酵五碳糖，但其發(fā)酵產(chǎn)物中乙醇僅占很小比例［7］，如大腸桿菌(Escherichia coli)含有代謝戊糖的磷酸戊糖途徑的整套基因與酶，可以代謝戊糖與己糖，但乙醇產(chǎn)量很低。Ohta等［8］利用Zymomonas mobilis中的pdc與adhB基因構(gòu)建pet(production of ethanol)操縱子，導(dǎo)入到 E.coli中，得到能夠同時(shí)高效利用葡萄糖與木糖的重組大腸桿菌KO11，是發(fā)酵混合糖的理想菌株［9］。為了對(duì)KO11進(jìn)行更好的利用，本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)從溫度、pH、振蕩方式等方面對(duì)KO11的發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化，將其利用碳源情況與酵母菌進(jìn)行了比較，并研究了其發(fā)酵混合糖情況與糖濃度耐受性，可為纖維素和半纖維素的乙醇共發(fā)酵提供工藝指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種

重組大腸桿菌E.coli KO11(以下簡(jiǎn)稱KO11)，購(gòu)買自 ATCC○R55124(American Type Culture Collection);酵母AN1#(Saccharomyces cerevisiae，以下簡(jiǎn)稱AN1#)，本實(shí)驗(yàn)室保存。

1.1.2 培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基:LB固體培養(yǎng)基，葡萄糖20 g/L，胰蛋白胨10 g/L，酵母膏5 g/L，NaCl 10 g/L，瓊脂15 g/L，pH 7.0，氯霉素40 mg/L;PDA固體培養(yǎng)基，土豆200 g/L，葡萄糖 20 g/L，瓊脂 15 g/L。

液體培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基，糖20 g/L，胰蛋白胨10 g/L，酵母膏 5 g/L，NaCl 10 g/L，pH 7.0;酵母培養(yǎng)基，糖20 g/L，蛋白胨5 g/L，酵母膏5 g/L，KH2PO41 g/L，MgSO4·7H2O 0.3 g/L，NH4Cl 2 g/L。

培養(yǎng)基均采用115℃滅菌30 min。

1.1.3 儀器

雷磁pHS－25數(shù)顯pH計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司;UV－2000型可見分光光度計(jì)，尤尼柯(上海)儀器有限公司;SBA－40C生物傳感分析儀，山東省科學(xué)院生物研究所;DNP－9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;HZQ－C型空氣浴振蕩器，哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 菌種活化與種子液準(zhǔn)備

KO11與AN1#接種于新鮮斜面后分別在35℃與30℃培養(yǎng)24 h，活化3次后取一環(huán)轉(zhuǎn)接入液體培養(yǎng)基中，分別在35℃與30℃，150 r/min振蕩培養(yǎng)12～14 h，得到種子液。

1.2.2 發(fā)酵

發(fā)酵均在250 mL錐形瓶中進(jìn)行，每瓶裝液量100 mL。接種4%(v/v)預(yù)先培養(yǎng)好的種子液，KO11于35℃、AN1#于30℃，150 r/min振蕩培養(yǎng)，定時(shí)取樣檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)均為3個(gè)平行。

1.2.3 測(cè)定方法

菌體生物量采用OD 600 nm比濁度法［10］測(cè)定;還原糖含量采用3，5－二硝基水楊酸比色定糖法(DNS 法)［11］測(cè)定;乙醇含量測(cè)定采用 SBA－40C 生物傳感分析儀。乙醇轉(zhuǎn)化率計(jì)算公式如下［12］:

2 結(jié)果與討論

2.1 KO11與AN1#酵母的生長(zhǎng)、乙醇產(chǎn)量與糖利用比較分析

將KO11與AN1#接種于以葡萄糖、木糖為碳源的液體培養(yǎng)基中，分別于35℃與30℃振蕩培養(yǎng)，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞生長(zhǎng)情況、乙醇含量與殘?zhí)橇?，繪制相應(yīng)曲線，結(jié)果見圖1。

從圖1(A)可知，KO11振蕩培養(yǎng)至5 h時(shí)開始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，大約14 h時(shí)生長(zhǎng)速度開始減慢，進(jìn)入穩(wěn)定期，因此KO11培養(yǎng)至10～14 h是最佳接種期;AN1#從7 h左右進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，15 h進(jìn)入穩(wěn)定期，AN1#適應(yīng)期較長(zhǎng)，但增殖迅速;糖含量的變化與菌體生長(zhǎng)情況聯(lián)系緊密，菌體進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期前糖含量有少量消耗，進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后即被迅速消耗，當(dāng)被消耗殆盡后菌體沒有充足的營(yíng)養(yǎng)來源提供其生長(zhǎng)繁殖，即進(jìn)入衰退期;2株菌的乙醇轉(zhuǎn)化曲線相似，在菌體進(jìn)入對(duì)數(shù)期后即迅速增長(zhǎng)，其中KO11在24 h達(dá)到最高值840 mg，乙醇轉(zhuǎn)化率為82.35%，AN1#在26 h達(dá)到最高產(chǎn)值850 mg，乙醇轉(zhuǎn)化率為83.33%，之后均略有下降，因此24、26 h分別為KO11、AN1#發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)乙醇的理想測(cè)量時(shí)間點(diǎn)。從圖1(B)可以看出，KO11利用木糖的菌體生長(zhǎng)曲線相對(duì)于葡萄糖的略微滯后，8 h進(jìn)入對(duì)數(shù)期，23 h進(jìn)入穩(wěn)定期;27 h轉(zhuǎn)化木糖生成780 mg乙醇，達(dá)到最大乙醇轉(zhuǎn)化率為84.78%，與利用葡萄糖的乙醇轉(zhuǎn)化率相似;KO11對(duì)木糖的利用速度較慢，33 h以后才基本消耗完全;AN1#不能利用木糖轉(zhuǎn)化生產(chǎn)乙醇，并且其菌體濃度一直維持在非常低的水平，無(wú)法大量增殖。

這些結(jié)果表明，KO11在發(fā)酵纖維質(zhì)水解產(chǎn)物產(chǎn)乙醇的工藝中比酵母菌更有潛力。

圖1 KO11與AN1#分別以葡萄糖(A)、木糖(B)為碳源時(shí)菌體濃度、乙醇產(chǎn)量與殘?zhí)橇侩S時(shí)間變化情況Fig.1 Changes of the cell concentration，ethanol yield and residual sugar based on glucose(A)and xylose(B)by KO11 and AN1#

2.2 KO11利用不同單糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇

雖然將纖維質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為生物乙醇具有很大的潛力，但是要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，還有很多瓶頸問題亟需解決，例如缺乏能夠同時(shí)高效利用纖維素類水解物(主要是葡萄糖與木糖)的發(fā)酵菌株，成為制約纖維素乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，因此構(gòu)建高效的基因工程菌成為了研究熱點(diǎn)。通過基因重組得到的E.coli KO11能夠利用葡萄糖與木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇，對(duì)發(fā)酵液中的抑制物也有相對(duì)高的耐受性［13］。為了更全面分析其對(duì)單糖的乙醇轉(zhuǎn)化能力，本實(shí)驗(yàn)分別向含有不同種類還原糖(初始糖濃度均為20 g/L)的LB培養(yǎng)基中接種KO11種子液，于35℃振蕩培養(yǎng)，發(fā)酵結(jié)束后取樣測(cè)定乙醇轉(zhuǎn)化率與糖殘留率，結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，KO11分別以巖藻糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖、木糖、葡萄糖為碳源發(fā)酵時(shí)，24 h的乙醇轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到 66.49%、15.49%、76.53%、78.10%、84.78%、82.35%，糖利用率除鼠李糖外均達(dá)到90%以上，并且糖殘留率大小與乙醇轉(zhuǎn)化率趨勢(shì)呈負(fù)相關(guān)性;48 h時(shí)雖然各種糖殘留率均有下降，但是除鼠李糖組以外其他各組的乙醇轉(zhuǎn)化率也開始下降，導(dǎo)致乙醇產(chǎn)量的損失。其中，KO11在24 h時(shí)利用木糖與葡萄糖發(fā)酵的乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%以上，利用半乳糖與甘露糖的乙醇轉(zhuǎn)化率稍低，達(dá)到75%以上，利用巖藻糖的則高于65%。鼠李糖能夠被KO11利用進(jìn)行代謝，但是不能被很好轉(zhuǎn)化為乙醇，相反，其他5種糖則可以被高效轉(zhuǎn)化為乙醇，尤其是在纖維質(zhì)中的主要組成單位葡萄糖與木糖，葡萄糖能夠在24 h基本被利用完。相比于大多數(shù)乙醇發(fā)酵菌種，KO11能夠利用多種還原糖進(jìn)行乙醇轉(zhuǎn)化，具有較好的轉(zhuǎn)化生物乙醇的潛力。

圖2 KO11在24 h與48 h利用單糖的乙醇轉(zhuǎn)化率與糖殘留率Fig.2 Ethanol production rate and sugar consumption rate by strain KO11 at 24 h and 48 h

2.3 pH對(duì)KO11發(fā)酵乙醇的影響

E.coli的 pH值適應(yīng)范圍狹窄而中性(6.0～8.0)［14］，可能在適應(yīng)性方面成為其基因改造后的缺陷。為揭示不同pH值對(duì)KO11發(fā)酵糖產(chǎn)乙醇的影響，本文采用添加不同pH值的磷酸鹽緩沖液的方式調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH值，對(duì)KO11發(fā)酵性能進(jìn)行考察。配制0.2 mol/L不同pH值的磷酸鹽緩沖液，10倍稀釋加入發(fā)酵液中。不同pH值對(duì)KO11利用葡萄糖(發(fā)酵24 h)、木糖(發(fā)酵27 h)轉(zhuǎn)化乙醇的影響情況見圖3，可以看出KO11乙醇轉(zhuǎn)化率受發(fā)酵液pH值的影響明顯:加入pH 5.5的緩沖液組KO11的乙醇轉(zhuǎn)化率均為最高，分別達(dá)到88.39%與88.11%。葡萄糖為底物時(shí)，乙醇轉(zhuǎn)化率隨著pH值的升高而降低，當(dāng)pH為7.5時(shí)，乙醇轉(zhuǎn)化率僅有77.36%;木糖為底物時(shí)，乙醇轉(zhuǎn)化率在pH為6～7時(shí)較接近，繼續(xù)升高pH到7.5時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率較大幅度降低至79.43%。圖中糖利用率的曲線說明97%以上的糖能夠被KO11利用，糖利用率隨著pH值的升高而升高，不過利用率的升高并沒有導(dǎo)致乙醇轉(zhuǎn)化率的升高。纖維質(zhì)的糖化效率是發(fā)酵乙醇的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，很多商品酶的最適pH介于5～6［15］，選擇pH 5.5有利于將KO11發(fā)酵條件與酶解更好銜接。

圖3 pH對(duì)KO11利用葡萄糖、木糖產(chǎn)乙醇的影響Fig.3 Effect of pH on ethanol production by strain KO11 based on glucose and xylose

2.4 溫度對(duì)KO11發(fā)酵乙醇的影響

向添加pH 5.5緩沖液的發(fā)酵培養(yǎng)基中接種KO11，于不同溫度下振蕩培養(yǎng)，結(jié)束后取樣分析乙醇轉(zhuǎn)化率。結(jié)果如圖4所示。KO11最適發(fā)酵溫度為37℃，與文獻(xiàn)報(bào)道一致［16］，發(fā)酵葡萄糖的乙醇轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到90.55%，發(fā)酵木糖的乙醇轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到90.12%。溫度繼續(xù)升高，乙醇轉(zhuǎn)化率開始下降，至43℃時(shí)，乙醇轉(zhuǎn)化率分別能達(dá)到79.88%(葡萄糖)、80.07%(木糖)，表明KO11在43℃以內(nèi)具備較高的乙醇轉(zhuǎn)化能力，有一定的耐高溫發(fā)酵性能，但繼續(xù)升溫至45℃時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化率明顯下降。糖的利用率與乙醇轉(zhuǎn)化率的趨勢(shì)相同，在37℃達(dá)到最大，當(dāng)溫度超過43℃后明顯下降。在同步糖化發(fā)酵過程中，由于發(fā)酵菌種的最適溫度與酶的最適溫度存在差異，從而影響酶的糖化效率［17］，較低的發(fā)酵溫度會(huì)抑制酶活，導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)［18］，因此，篩選耐高溫菌種可以在一定程度上解決酶的最適溫度與發(fā)酵溫度不協(xié)調(diào)的矛盾［19］。一般乙醇發(fā)酵菌種的發(fā)酵溫度低于40℃，如Kadam等報(bào)道40℃時(shí)用釀酒酵母發(fā)酵稀H2SO4預(yù)處理的白楊木時(shí)，只有73%的乙醇轉(zhuǎn)化率，具有耐高溫特點(diǎn)的Candida acidothermophilum的乙醇轉(zhuǎn)化率則能夠達(dá)到80%［20］。

圖4 不同溫度對(duì)KO11利用葡萄糖、木糖產(chǎn)乙醇的影響Fig.4 Effect of temperature on ethanol production by strain KO11 based on glucose and xylose

2.5 振蕩方式對(duì)KO11發(fā)酵乙醇的影響

一定的溶氧量有利于菌體的生長(zhǎng)與代謝，實(shí)驗(yàn)室往往采用一定轉(zhuǎn)速的振蕩方式提供氧氣，并提高菌體與碳源接觸的均勻程度，但過量氧氣也會(huì)導(dǎo)致菌體過度生長(zhǎng)，消耗大量底物，從而降低乙醇的產(chǎn)量。乙醇發(fā)酵的代謝方式為厭氧代謝，氧氣的增加可能會(huì)導(dǎo)致碳源代謝流向的改變，為了使產(chǎn)物合成速率與比速率達(dá)到最大值，需要維持呼吸臨界溶氧濃度［21］。本實(shí)驗(yàn)通過改變連續(xù)振蕩時(shí)間控制供氧量，考察對(duì)KO11乙醇發(fā)酵的影響。向添加pH 5.5磷酸緩沖液的培養(yǎng)基中接種KO11，于37℃振蕩培養(yǎng)不同時(shí)間后取出靜置于37℃恒溫培養(yǎng)箱，每隔一定時(shí)間取樣分析乙醇轉(zhuǎn)化率與殘?zhí)橇?，結(jié)果如圖5所示。從圖5(A)可以看出，以葡萄糖為碳源時(shí)，振蕩4 h后靜置組在24 h(振蕩4 h，靜置20 h)可達(dá)到最高產(chǎn)率94.81%，振蕩6 h后靜置組與振蕩8 h后靜置組比前者略低，振蕩12 h后靜置組則產(chǎn)率偏低，說明較多溶氧對(duì)KO11利用葡萄糖進(jìn)行乙醇發(fā)酵不利;葡萄糖利用率曲線顯示，靜置組的糖利用較慢，到48 h時(shí)尚未利用完全，振蕩4 h后靜置組與振蕩6 h后靜置組在24 h時(shí)將糖利用完，振蕩8 h后靜置組與振蕩12 h后靜置組則在12 h時(shí)即將葡萄糖利用完，說明振蕩時(shí)間的延長(zhǎng)可以明顯促進(jìn)菌體對(duì)葡萄糖的利用，但乙醇產(chǎn)量會(huì)隨振蕩時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減少，只有提供合適的溶氧量才能將糖有效地轉(zhuǎn)化為乙醇，因此不可盲目延長(zhǎng)振蕩時(shí)間。從圖5(B)可以看出，發(fā)酵木糖時(shí)，隨著振蕩時(shí)間的延長(zhǎng)，各組的最高乙醇轉(zhuǎn)化率不斷升高，振蕩12 h后靜置組在27 h得到了最高乙醇轉(zhuǎn)化率94.15%，此時(shí)木糖基本被完全利用，繼續(xù)延長(zhǎng)振蕩時(shí)間并不會(huì)有明顯提高。KO11對(duì)木糖的利用速度明顯比對(duì)葡萄糖的利用速度慢，需要更長(zhǎng)的振蕩時(shí)間來提高生物量，從而提高木糖利用率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明到27 h時(shí)只有振蕩12 h后靜置組能夠?qū)⒛咎抢猛耆?，說明KO11利用木糖產(chǎn)乙醇需要更長(zhǎng)振蕩時(shí)間。無(wú)論利用葡萄糖還是木糖發(fā)酵，靜置組的糖利用速度都很慢，導(dǎo)致乙醇轉(zhuǎn)化率也很低，說明發(fā)酵初始階段為菌體的增殖提供氧氣是必要的。

此結(jié)果可為利用KO11發(fā)酵含有木糖與葡萄糖的纖維質(zhì)降解產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)提供參考，結(jié)合發(fā)酵液中碳源的情況選擇合適的振蕩時(shí)間。

2.6 KO11發(fā)酵混合糖產(chǎn)乙醇

Grootjen等［22］研究發(fā)現(xiàn) Pichia stipitis和 S.cerevisiae在發(fā)酵葡萄糖與木糖混合糖時(shí)，菌種對(duì)木糖的乙醇轉(zhuǎn)化能力受到葡萄糖濃度的影響很大，當(dāng)葡萄糖濃度大于2.3 g/L時(shí)會(huì)明顯抑制菌種對(duì)木糖的利用。由圖6可知，葡萄糖對(duì)木糖發(fā)酵的確有一定程度的影響。0～16 h葡萄糖濃度大于4 g/L時(shí)，木糖僅利用了不到10%;16 h以后木糖開始被利用，從乙醇含量曲線可看出24 h時(shí)出現(xiàn)了拐點(diǎn)，葡萄糖利用完畢后KO11開始快速利用木糖，到48 h基本將木糖利用完全。KO11發(fā)酵混合糖時(shí)會(huì)優(yōu)先利用葡萄糖轉(zhuǎn)化乙醇，當(dāng)葡萄糖濃度低于4 g/L時(shí)，木糖開始被明顯利用，因此進(jìn)行共發(fā)酵時(shí)需要選擇合適的發(fā)酵工藝來緩解葡萄糖對(duì)木糖發(fā)酵的抑制作用。

2.7 KO11對(duì)糖濃度耐受性

追求盡量高的乙醇產(chǎn)量意味著需要不斷追求更高的酶解率以提高糖濃度，但是在提高酶解液糖濃度的同時(shí)，也可能對(duì)微生物的新陳代謝產(chǎn)生不利影響［24］。過高濃度的糖液產(chǎn)生的高滲透壓環(huán)境可能導(dǎo)致微生物不能生長(zhǎng)代謝。因此需要對(duì)KO11的糖濃度耐受性進(jìn)行考察。

將KO11接種于分別含有2%、5%、10%的初始葡萄糖濃度的發(fā)酵培養(yǎng)基中，于最佳條件下培養(yǎng)，定時(shí)測(cè)葡萄糖與乙醇含量，考察菌種對(duì)不同濃度葡萄糖的利用情況。結(jié)果如圖7所示。由圖可知，KO11在2%、5%的糖濃度下分別在24、32 h得到92%左右的乙醇轉(zhuǎn)化率，在10%糖濃度下到60 h仍在緩慢增加，但是已經(jīng)趨近最大，達(dá)到67%左右。結(jié)果表明，隨著發(fā)酵液初始糖濃度的增大，KO11利用糖的時(shí)間延長(zhǎng)，發(fā)酵時(shí)間也隨之延長(zhǎng)，在糖濃度5%以下KO11利用糖轉(zhuǎn)化乙醇的能力相近，糖濃度增大到10%時(shí)，雖然能夠?qū)⑻抢猛耆?，但是乙醇轉(zhuǎn)化率明顯降低。

圖5 不同振蕩方式對(duì)KO11利用葡萄糖(A)、木糖(B)產(chǎn)乙醇的影響Fig.5 The effect of various agitating ways on ethanol production by strain KO11 based on glucose and xylose，respectively

圖6 KO11利用混合糖(1.5%葡萄糖+0.5%木糖)時(shí)乙醇轉(zhuǎn)化能力Fig.6 Ethanol conversion ability to utilize mixture sugars(1.5%glucose+0.5%xylose)by KO11

圖7 KO11利用不同濃度葡萄糖(2%、5%、10%)的乙醇轉(zhuǎn)化率Fig.7 Ethanol production rate fermented different concentration of glucose(2%，5%，10%)by KO11

3 結(jié)論

提高發(fā)酵乙醇轉(zhuǎn)化率、擴(kuò)大適用底物種類、更好銜接原料降解與發(fā)酵環(huán)節(jié)是利用纖維質(zhì)進(jìn)行生物乙醇轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一。本文通過對(duì)KO11發(fā)酵單糖條件的優(yōu)化，對(duì)該菌種進(jìn)行了更深入的研究，得出結(jié)論如下:(1)除葡萄糖與木糖外，KO11還能夠高效利用巖藻糖、甘露糖、半乳糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇，說明其與傳統(tǒng)的酵母菌相比，具有更高的乙醇利用率;(2)KO11以葡萄糖為碳源時(shí)，在37℃，pH 5.5，150 r/min振蕩4 h后靜置發(fā)酵，在24 h能夠得到最高乙醇轉(zhuǎn)化率94.81%，以木糖為碳源時(shí)，在相同的溫度、pH值、振蕩速度下發(fā)酵12 h后靜置，在27 h能得到最高乙醇轉(zhuǎn)化率94.15%，KO11在43℃時(shí)仍具有較高的乙醇轉(zhuǎn)化能力，可以在同步糖化發(fā)酵方式中提高體系溫度，提高酶解效率，節(jié)約酶的使用量;(3)混合糖發(fā)酵時(shí)，KO11優(yōu)先利用葡萄糖;(4)KO11有較高的糖耐受性，可以在高濃度酶水解液中發(fā)酵產(chǎn)乙醇。雖然目前利用運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌(Z.mobilis)與大腸桿菌(E.coli)中構(gòu)建木糖代謝途徑的研究已取得顯著進(jìn)展，但在距離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用仍有較大差距。未來的菌種研究方向可以在以下幾方面做出更大努力:通過基因改造獲得更優(yōu)良的纖維素水解酶生產(chǎn)菌種和戊糖發(fā)酵菌種，以及能夠?qū)⑸a(chǎn)酶與發(fā)酵結(jié)合起來的菌種，建立CBP工藝技術(shù)體系;進(jìn)一步通過現(xiàn)代生物技術(shù)等手段提高菌種的乙醇耐受能力、纖維素水解物抑制物耐受能力(如呋喃甲醛等)、溫度適應(yīng)性和pH適應(yīng)范圍等。

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