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严格厌氧发酵是限制丁醇产业化的重要因素之一。本论文以课题组自行筛选的兼性厌氧丁醇产生菌株Bacillus sp.C2为研究对象,进行了不同溶解氧浓度对该菌株丙酮丁醇发酵的影响研究,构建了Bacillus sp.C2菌株在兼性厌氧和专性厌氧条件下的发酵动力学,并通过测定不同溶氧条件下微生物细胞内的关键酶酶活性、ATP/ADP和NAD(P)H/NAD(P)~+的含量及比率,初步揭示了溶氧浓度对Bacillus sp.C2丙酮丁醇发酵的影响机制。三角瓶试验结果表明:Bacillus sp.C2在兼性厌氧条件下丁醇和总溶剂的产量分别为9.50 g/L和13.02 g/L,分别比严格厌氧条件下丁醇(8.52 g/L)和总溶剂产量(11.74 g/L)提高了11.5%和9.01%。40 L发酵罐放大试验结果表明:兼性厌氧条件下丁醇和总溶剂产量分别为11.395 g/L和16.758 g/L,比严格厌氧条件下的丁醇(10.136 g/L)和总溶剂(14.822 g/L)产量分别提高了13.06%和12.43%。兼性厌氧条件下丙酮丁醇发酵的菌体生长动力学、溶剂生成动力学和底物消耗动力学分别为:(?);专性厌氧条件下丙酮丁醇发酵的菌体生长动力学、(?)溶剂生成动力学和底物消耗动力学分别为:(?)兼性厌氧比严格厌氧条件下细胞体内的乙醇脱氢酶、丁醛脱氢酶、丁醇脱氢酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酸激酶和丁酸激酶的最大酶活性值分别高出55.4%、22.6%、72.9%、72.8%、9.4%和11.9%。菌体胞内ADP/ATP的含量和比例变化研究发现兼性厌氧比严格厌氧条件下初始ATP和ADP水平分别高1.4和3.27 fmol/cell(mg),在0-24 h阶段ATP水平分别上调了8.89和6.00 fmol/cell(mg),ADP水平分别下降了8.03和15.81 fmol/cell(mg),ADP/ATP的比例处于先降低后升高的趋势。不同溶氧条件下细胞内NAD~+/NADH和NADP~+/NADPH的含量及比例研究发现,发酵24h兼性厌氧和严格厌氧条件下细胞体内的NAD~+和NADH的总含量最大值分别为13.420和10.949μM,增长率分别为0.449和0.350μM/min;NADP~+和NADPH的总含量最大值分别为0.330和0.307μM,增长率分别为0.009和0.008μM/min。发酵24 h后NAD~+/NADH和NADP~+/NADPH的含量开始下降。本论文通过对发酵过程中发酵参数的优化和溶氧浓度的控制,建立了高效的Bacillus sp.C2丙酮丁醇发酵工艺,对兼性厌氧丙酮丁醇发酵菌株Bacillus sp.C2的工业化生产提供了一定的技术支撑和理论依据。