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根据发酵工程和代谢工程理论,研究了环境条件对运动发酵单胞菌(Z.mobilis)发酵乙醇的影响,筛选出一种最适抗氧化剂,研究其对Z.mobilis抗氧胁迫性和生长代谢的影响,建立了运动发酵单胞菌糖代谢网络及其模型,探讨了温度和pH值对菌体胞内关键酶活力的影响,重点研究了在不同溶氧量和pH值条件下抗氧化剂对Z.mobilis抗氧胁迫能力及其代谢通量分配的影响。1.试验研究了多种抗氧化剂对Z.mobilis抗氧胁迫性、生长代谢的影响,发现发酵液中添加0.1～0.5mg/ml儿茶酚有助于提高Z.mobilis菌株的抗氧胁迫能力,有益于菌体生长和乙醇发酵。通过正交试验设计优化菌株的培养条件为：pH5,装液量200ml,摇床频率100r/min,儿茶酚0.1mg/ml,乙醇产量达到40.71g/L,较未添加儿茶酚抗氧化剂,其乙醇得率提高了5.33%。2.研究不同pH、不同溶氧条件下Z.mobilis菌体和发酵液DPPH、羟基自由基、超氧阴离子,丙二醛等抗氧胁迫指标,结果表明,加入抗氧化剂儿茶酚后,发酵液和菌体的自由基清除能力都有所增加,脂质过氧化物含量降低,这有益于Z.mobilis的菌体生长和乙醇发酵。3.分析了Z.mobilis在不同溶氧、不同pH条件下的代谢通量分配。在不同pH和溶氧条件下,Z.mobilis糖代谢流经ED、EMP、TCA的代谢流分配是不同的,随着pH不断降低,乙醇、苹果酸、琥珀酸的代谢通量大幅度降低,总糖消耗速率逐步降低；加入儿茶酚,有助于提高菌株的抗氧胁迫能力,有利于提高丙酮酸、琥珀酸、乙醇的代谢通量；确定丙酮酸是运动发酵单胞菌的代谢关键节点,此节点的流量分配比影响着乙醇的最终产率。因此发酵过程中pH和溶氧控制尤为重要。4.分析了pH条件对运动发酵单胞菌葡萄糖代谢关键酶活力的影响。结果表明：最佳发酵pH值为5.0～5.5,在此pH范围内,代谢网络中向乙醇流向的相关途径(如糖酵解途径、ED途径等)中的胞内代谢酶活性增强,有利于乙醇的产生。