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2,3-丁二醇(BD)是一种重要的化工原料和潜在的替代能源，更是一种重要的生物基产品。可用来制备聚合物、油墨、香水、熏蒸剂、增湿剂、软化剂、增塑剂等，也可以作为药物的手性载体。本文对粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)发酵生产2,3-丁二醇进行了研究。
首先，通过摇瓶实验，确定了粘质沙雷氏菌生长及2,3-丁二醇生产的最佳培养条件及最优发酵培养基。最佳培养条件为：初始pH值为7.0，过程pH值控制为6.0，温度为30℃。并在此基础通过单因子、正交实验与Box-Behnken中心组合设计响应面分析法得到了优化发酵培养基(g/L)(蔗糖90；蛋白胨20；酵母粉5；柠檬酸10；MnSO40.07；KH2PO40.5；FeSO40.02；MgSO40.5)。采用优化后的培养条件与培养基，2,3-丁二醇的产量由15.9g/L增加到45.27g/L，提高了近3倍。
其次，在发酵罐实验中，通过分批补料发酵比较几种不同的补料及调控策略：间歇发酵、菌体浓度反馈-指数流加，建立了一种新的流加调控策略，即菌体浓度反馈-RQ组合调控策略，提高了细胞量(16.59gDCW/L)，有效避免了发酵过程中溶氧难以控制的问题，从而获得高产量2,3-丁二醇，产物浓度达到115.5g/L，产率达到2.88g/L·h。
最后，通过对代谢途径中的一些中间产物进行实验分析，发现在培养基中添加柠檬酸可以促进菌体生长，提高糖利用速率，缩短发酵周期，2,3-丁二醇产量及产率分别比对照提高了1.43、3.23倍。乙酸不仅是代谢产物，还是提高2,3-丁二醇产量的重要培养基添加成分。在培养基中添加10g/L乙酸盐，虽然在发酵初期对菌体生长有一定的抑制作用，但发酵结束所得到的细胞量、2,3-丁二醇产量及产率分别比对照提高了1.43、1.84、1.74倍。后考察发现在培养基中添加10g/L柠檬酸，培养9h后补加10g/L乙酸盐对2,3-丁二醇发酵的有利影响明显优于单独添加或同时添加。