中文摘要：

直接利用木质纤维素为原料，通过低能耗的厌氧发酵，在同一生物反应器内实现纤维素水解、细胞生长和丙酮/丁醇生产，一直是可再生生物质资源利用研究的热点和难点。本工作研究了热纤梭菌、解纤维梭菌、嗜纤维梭菌的培养和木质纤维素降解性能，评价了这几种产纤维小体微生物水解木质纤维素并与丙酮/丁醇发酵偶联的可行性。系统考察了丙酮/丁醇梭菌等溶剂生产菌利用木质纤维水解物中主要单糖和混合糖产溶剂过程的碳源利用、细胞生长、产物生成和代谢迁移规律。在此基础上，最终确定以嗜纤维梭菌与拜氏梭菌偶联的方式，通过对玉米棒芯预处理方法、培养基组成、培养条件、pH调控方式、种子制备方法、接种方式和接种量等影响因素的系统研究，实现同步产酶、水解和丙酮/丁醇发酵。目前已经取得的最好结果是，经过96 h厌氧发酵，玉米棒芯消耗46.9 g/L，产生5.08 g/L丁醇，1.96 g/L丙酮，0.21 g/L乙醇，总溶剂量达到7.25 g/L。这一结果超过了已经报导的国际同类研究的最好结果，但与以粮食为原料的工业化丙酮/丁醇发酵的溶剂产量相比仍有较大差距。研究工作为木质纤维素取代粮食作为丙酮/丁醇发酵的原料提供了一种新思路。