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2,3-丁二醇(2,3-butanediol,2,3-BDO)具有广泛的工业应用,例如可以用来制备油墨、香料、熏蒸剂、增湿剂、润滑剂、软化剂、增塑剂、炸药和药物载体等。近年来,面临石油资源的短缺和急剧上升的油价,利用生物质生产2,3-丁二醇成为世界范围的研究热点。玉米芯作为一种丰富的木质纤维素资源,可以用于微生物发酵生产2,3-丁二醇。稀酸法是一种常用的预处理方法,可以有效地将半纤维素水解为木糖,通过纤维素酶可将纤维素降解为葡萄糖,产酸克雷伯氏菌可利用葡萄糖和木糖发酵生产2,3-丁二醇。本文在较高底物浓度下研究玉米芯的预处理和酶解,结果表明：固液比为1：3时预处理效果较好,1g玉米芯预处理后可得到0.25g木糖,半纤维素降解率为67.64%。预处理后选择固液比为1：4酶解比较合适,葡萄糖和木糖浓度分别可达60.46g/L和64.28g/L。纤维素酶解率和半纤维素酶解率分别为74.93%和69.57%。考察了产酸克雷伯氏菌发酵生产2,3-丁二醇过程中对3种发酵抑制物乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的耐受以及抑制物浓度的变化,检测了糠醛和HMF的代谢产物。结果表明：产酸克雷伯氏菌对乙酸、糠醛和HMF的耐受浓度分别为30g/L、4g/L和5g/L。并且部分乙酸可作为生产2,3-丁二醇的底物,在0-30g/L浓度范围内可提高2,3-丁二醇的产量。发酵过程中产酸克雷伯氏菌可将HMF和糠醛全部转化,其中约70%HMF被转化为2,5-呋喃二甲醇,30%HMF和全部糠醛被菌体代谢。研究表明在木质纤维素水解液生产2,3-丁二醇的脱毒过程中可优先考虑脱除糠醛,一定浓度的乙酸可以不用脱除。用统计分析方法研究了乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural HMF)对产酸克雷伯氏菌发酵生产2,3-丁二醇的影响,用中心组合设计方法考察了这几种化合物对2,3-丁二醇得率和生物量生长的影响,得到两个模型描述乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛对生物量得率和2,3-丁二醇得率的影响。用实际水解液发酵验证此模型,表明模型可用于预测实际发酵中生物量得率和2,3-丁二醇得率。以玉米芯为原料通过预处理和酶解,进一步用产酸克雷伯氏菌发酵生产2,3-丁二醇,得到了较高浓度的2,3-丁二醇,两组试验分别得到38.7g/L和37.38g/L2,3-丁二醇。