响应面法优化嗜热厌氧杆菌X514产乙醇合成培养基

嗜热厌氧杆菌X514(Thermoanaerobactersp.X514)能同时发酵五碳糖、六碳糖并产出乙醇,是纤维素乙醇生产中最具潜力的菌株之一。单因子试验证明,酵母提取物中对X514乙醇发酵起决定性影响的组分为B族维生素,并进一步确定了B族维生素中对乙醇发酵有影响作用的6种维生素。结合培养基中的其他影响因子,应用Plackett-Burman试验设计方法,筛选出X514乙醇发酵的极大影响因子为NH4Cl、烟酸及硫胺素。随后用最陡爬坡试验确定了影响因子最佳取值区域,并利用响应面方法优化合成培养基。优化结果显示,当以5g/L葡萄糖为底物时,在NH4Cl、烟酸及硫胺素的浓度分别为1.05g/L、6.4mg/L及7.0mg/L的条件下,X514的乙醇产出浓度达到最优理论值34.46mmol/L。试验验证该条件下乙醇产出浓度为33.78mmol/L。试验值与理论值接近,原始矿物质培养基中乙醇产出浓度的5.1倍,并与添加5g/L的酵母提取物培养基的乙醇产出浓度(34.67mmol/L)相当。