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微生物法生产1,3-丙二醇的研究进展

材料写作网    时间: 2020-02-05 04:10:32     阅读:


  摘要:作为具有生物功能的分子,1,3-丙二醇可以由微生物通过可再生能源发酵生产。1,3-丙二醇在多聚物的合成以及化妆品的生产行业上潜力很大。由于是一种天然产物,相关的生化途径可以用在1,3-丙二醇的发酵生产上。本文主要介绍一下微生物生产1,3-丙二醇的各种策略,基因工程、代谢工程的方法在提高1,3-丙二醇的产量上的作用,以及通过野生菌跟重组菌生产1,3-丙二醇的概况。最后,介绍了一下1,3-丙二醇的应用前景。
  关键词:1,3-丙二醇;甘油;发酵
  【中图分类号】O175.14【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)02-0048-02
  1前言
   1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种很久之前就被了解的发酵产物。它早在1881年就被August在甘油的混合发酵培养基中被鉴定出来。它是一种多功能的中间体化合物,在含有杂环物质的合成上具有重要作用。由于两个羟基分别位于1号碳跟3号碳上,它在多聚物比如涤纶和聚亚安酯的合成上应用很广泛[1]。新型涤纶的(PTT)生产导致了1,3-PD需求的急剧增加。PTT的拉伸性以及拉伸后的恢复性都很好[2],而且它还是一种能够被生物降解的多聚物。
  1,3-PD正由一种普通的化学物质转向商业性的化学物质[3]。近年来由于技术的突破,1,3-丙二醇的市场价格越来越低。最近,1,3-PD每年的市场需求已经超过10亿英镑,而且还在持续的增长[4]。
  这篇文章主要介绍一下现阶段微生物法生产1,3-PD的概况。主要包括不同的发酵策略来提高1,3-PD产量,一些生产具有生产1,3-PD潜能的微生物,以及一些改造生产菌株的基因工程方法。
  2微生物生产1,3-PD
  2.1生产1,3-PD的微生物:能够生产1,3-PD的微生物主要是细菌。对于微生物而言,有些能发酵糖或甘油但并不生成1,3-PD;有些可以实现甘油到1,3-PD的转化,还有一些能进行糖和甘油的混合发酵生成1,3-PD。细胞内糖到甘油以及甘油到1,3-PD的代谢途径已经被发现并报道。在细菌中,利用天然的有机物来生产1,3-PD已经研究的比较透彻。生产菌种主要包括:克雷伯氏菌、梭状芽孢杆菌、柠檬酸细菌属、肠杆菌属和乳酸杆菌。一些非致病性的梭状芽孢杆菌比如丁酸梭菌、巴氏梭菌,能够转化甘油生成1,3-PD;兼性厌氧的肺炎克雷伯氏菌和弗式柠檬酸菌也适合1,3-PD的生产。尽管兼性厌氧的条件比较容易实现,但是操作的过程中由于克雷伯氏菌和弗式柠檬酸菌具有致病的可能性,应该采取相应的防护措施。由于丁酸梭菌和肺炎克雷伯氏菌在底物和产物的耐受性上都表现出了一...

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