丙酮丁醇发酵有着悠久的历史，曾经是仅次于酒精发酵的世界第二大发酵过程。但是在上世纪五十年代以后，随着底物价格的提高和石油化学的优越性，丙酮丁醇发酵逐渐衰退下来。近年来，由于石油等化石资源的日益匮乏，丙酮丁醇发酵作为转化生物质为化学品和液体燃料的重要手段重新引起人们的广泛关注。但是，丙酮丁醇发酵目前还存在产物浓度低、产物回收成本高等问题制约了该产业的经济效益。　　本研究通过氧化还原调控和细胞吸附固定化实现了丁醇得率和生产强度的大幅提升。代谢网络计量分析表明氢气的逸出限制了丁醇的得率并导致了氧化态产物如丙酮、乙酸等积累。选用甲基紫精重塑胞内电子传递链，将用于生成氢气的电子转向合成NAD(P)H，将丁醇与丙酮的比率从2.6升至10.8，并使丁醇得率提高了37.8％。以CTF纤维材料作为丙酮丁醇梭菌的吸附固定化介质，提高了细胞的丁醇耐受性和反应速率。在反复批次发酵中，通过对固定化细胞进行电子流调控后，平均12h丁醇浓度可以达到15.6 g/L，溶剂生产强度达到1.88 g/L/h。据我们所知，这是目前文献报道的丙酮丁醇批次发酵中生产强度、丁醇浓度都较高的实例。原料价格占据丁醇生产成本的70％左右，是丁醇产业化的主要瓶颈。很多研究都在尝试利用废弃生物质水解液进行丁醇发酵，水解液中主要的还原糖为葡萄糖和木糖，丙酮丁醇梭菌利用木糖的能力不如拜氏梭菌，后者是利用低廉农林废弃物进行丁醇发酵研究中的热点。本研究将吸附固定方法应用于拜氏梭菌的发酵过程中并做了初步的验证，发现拜氏菌利用木糖的能力得到提高，丁醇的终浓度提高了42％。传统发酵过程中，溶剂产量低增加了产物回收费用，很多学者通过反应-分离耦合技术将发酵过程中产物移除，解除高浓度产物对细胞的毒害作用，延长发酵过程，大幅提高了ABE发酵的溶剂浓度并降低产物回收费用。本研究利用本实验自制的具有较大吸附容量和较好选择性的大孔吸附树脂，对反应-吸附分离耦合生产丁醇工艺做了初步的研究。