徐惠娟 梁翠谊 许敬亮 郭颖 张宇 庄新姝 袁振宏†

(1.中国科学院 广州能源研究所∥可再生能源重点实验室，广东 广州 510640;2.中国科学院大学，北京100049)

自1987年发现第一株可以利用CO 或CO2、H2进行生长并发酵产乙醇的微生物Clostridium ljungdahlii(C.ljungdahlii)之后，一种新的乙醇生产技术——合成气发酵应运而生.该技术以煤、生物质或有机废弃物的气化合成气(主要成分为CO、CO2和H2)为原料，利用特定的微生物将其发酵为乙醇.由于气化过程可以将原料中的所有含碳有机物转化为合成气，因此包括木质素在内的一些难降解物质都可以被利用;而且合成气生物转化具有反应条件温和、专一性强及对合成气中的某些毒害气体具耐受性等优点［1-2］.除气化合成气外，一些富CO 的工业废气(如转炉气、电石炉气、黄磷炉气等)也可以被合成气发酵微生物利用及转化.

C.ljungdahlii 是最早被研究也是研究得最多的合成气乙醇发酵菌株［3-7］，此后，研究者们又陆续发现了其他的一些合成气发酵菌株，包括Clostridium carboxidivorans(C.carboxidivorans)［8-9］、Clostridium autoethanogenum(C.autoethanogenum)［10］、Clostridium ragsdalei(C.ragsdalei)［11-12］及Alkalibaculum bacchi(A.bacchi)［13］等.这些菌株产乙醇的能力各不相同.据报道，C.ljungdahlii 在具细胞循环的连续搅拌罐式反应器(CSTR)中发酵，乙醇的质量浓度高达48 g/L［14］;C.carboxidivorans 在 鼓 泡 柱 式 反 应 器(BCR)中发酵13 d 后，乙醇质量浓度达2.75 g/L［15］;同样在具细胞循环的CSTR 中，A.bacchi 连续发酵30 d 后的乙醇质量浓度达5 g/L 以上［16］.相较之下，C.autoethanogenum 的相关研究较少，而且在仅有的一些报道中，其合成气发酵的乙醇质量浓度都在0.5 g/L 以下［17-18］.合成气发酵菌株基本都是严格厌氧菌，因而通常采用厌氧瓶或血清瓶对它们进行批式发酵研究，下……