木质素中酚酸物质对于丙酮丁醇发酵的影响

张连华1，2，王岚1，陈洪章1*

（1. 中国科学院 过程工程研究所，生物工程国家重点实验室，北京 100190;2. 中国科学院大学，北京 100049）

　　摘 要：木质纤维素预处理过程中产生的酚酸类物质影响丙酮丁醇梭菌生长代谢，研究了酚酸结构类型化合物阿魏酸、香草酸、丁香酸和对羟基苯甲酸对于丁醇发酵的影响。研究发现添加低浓度酚酸（低于 100 mg/L）对丁醇发酵与丙酮丁醇梭菌生长具有促进作用，当加入 50 mg/L 对羟基苯甲酸，实验组丁醇产量比对照组高 21.32%，加入 100 mg/L 香草酸组生物量为对照组的4.50倍，而酚酸浓度继续增大时（高于 100 mg/L），呈现明显抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强，当香草酸浓度为 1 000 mg/L 时，丁醇产量抑制率达到 96.67%，4种酚酸物质浓度为 1 000 mg/L 时所有实验组生物量为0;据此结果提出了通过加大接种量增强菌体抑制点来解除抑制的方法，接种量增加到 30%，不脱毒直接发酵可得 9.16 g/L 丁醇，达到正常发酵水平。不同种类的酚酸物质对于丁醇发酵与生长的影响总体趋势是一致的，但其毒性大小不尽相同，因此进一步选用定量构效方法 （QSAR）考察酚酸物质对于丙酮丁醇发酵的毒性影响因素，发现酚酸物质其毒性与电离常数和分子质量相关性非常显着，相关系数分别为0.816和0.876，即电离常数越小，分子质量越小，则毒性越大，与疏水性呈现不显着的负相关。

　　关键词：酚酸物质；丙酮丁醇梭菌；促进与抑制作用；QSAR

　　中图分类号：TQ35 文献标识码：A 文章编号：1673-5854（2013）04-0007-05