1．目的及意义

乙醇是一种重要的化学试剂，它的用途很广，可以用于制造醋酸、饮料、香精。染料、燃料等。尤其是近几年来，乙醇用于燃料作为清洁能源的用途越来越得到人们的重视，对于乙醇的需求也随之越来越大。对于乙醇的生产，以化学合成和粮食发酵技术最为成熟和广泛，化学合成是需要消耗化石能源而且需要的反应需在高温高压下进行，耗能较为严重，而粮食酿造对于食物存在巨大压力，因此人们致力于寻找更为清洁可持续的生产乙醇方式。

Clostridium autoethanogenum 是一种严格厌氧的产乙酸菌，它可以将H₂、CO、CO₂通过Wood–Ljungdahl代谢途径，转化为乙醇乙酸。在Clostridium autoethanogenum中，乙醇的积累有两个途径：一、直接合成乙醇；二、乙醇可以在NADH和NADPH及酶的催化下由乙酸转化而来。这种菌能将H₂、CO、CO₂这些无机物转化为乙醇，前景广阔，但缺点也很明显：产物种类多并且相对于现已成熟的方法来说产量低，无法产业化。因此，为了提高单一产物（乙醇）的产量人们在尝试各种方法。

通过基因改造的方法来提高细菌产物的产量和纯度是最为直接有效的方法，研究人员通过移除或弱化其他代谢途径，或者增强碳源向乙醇传递的代谢路径来促进乙醇的产生，促使更多的碳流向乙醇，从而是细菌生成更多乙醇。基因改造的确对产量产生了不错的效果，但是经过基因改造的菌株面临生长缓慢周期长，最大OD值低等生长障碍问题。利用C.autoethanogenum来生产乙醇，目前国内外仍处于探索阶段，并未真正成熟，还有很多有待发掘与进步。

当然，微生物气发酵生产有机物，发酵条件的控制是至关重要的。有趣的是，通过人们研究发现，在Wood–Ljungdahl代谢途径中，不同时期PH值不同也会对产物造成影响：乙醇与乙酸是其主要代谢产物，但它们在某些条件下可以相互转化，PH是影响两种产物比例的因素之一。通过调节生长及产物积累过程中的 PH来促进乙酸向乙醇的转化，是本次研究的重点。

在发酵过程中，细菌在哪个PH下生长最快？在哪个PH下能够将更多的乙酸转化为乙醇？PH是发酵过程中最基础的但至关重要的条件，通过改变PH来观察C.autoethanogenum的生长及产乙醇情况，有利于我们进一步了解这个细菌。
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2. 研究的基本内容与方案

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一、活化细菌（试管，瓶子培养）

从德国菌种保藏中心购买的菌株，刚开始在TM中生长较慢，需要不断进行传代来活化菌株。在不断活化的过程中，C.A.的倍增时间在缩短，而且我们发现其乙酸乙醇含量也有所增加。所以我们需要得到在正常情况下在TM培养基中生长最快产量最高的菌株来进行发酵罐实验。

通过测定瓶子中菌生长的OD值及乙酸乙醇含量初步确定发酵罐条件。

二、PH对乙醇产生的影响：（发酵罐培养）

发酵罐为上海百伦2L发酵罐，装液1.2L。,发酵前向培养液中通气（N2:CO2=80：20）1h，以除去氧气。加入30ml cysteine，传代量为120ml，监控其温度（37℃）和PH值。

A组（对照）：气体流速为10ml/min,培养基的起始PH为5.9，让其在自然状态下生长，不控制PH。