高越 郭晓鹏 杨阳 张苗苗，4 李文建 陆栋

（1. 中国科学院近代物理研究所，兰州 730000；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 兰州理工大学，兰州 730050；4. 甘肃省微生物资源开发利用重点实验室，兰州 730070）

生物质作为光合作用合成的有机体的统称，它包括动、植物及微生物，生物质的能量来源于太阳，以生物质为载体的生物质能具有可再生、易降解和低污染等特点［1］。生物燃料作为目前研究最热且最广泛的新能源之一，以生物质作为载体，产生固、液、气等绿色可持续发展的能源［2］，与生物乙醇相比，丁醇具有能量密度大、燃烧值高、蒸汽压较低、与汽油配伍性好，能以任意比例和汽油混合［3-4］等多种优良生物特性，这使得丁醇现已成为仅次于燃料乙醇的新一代可再生能源，目前通过生物发酵生产丁醇已逐渐成为全球研究热点。但是生物发酵生产丁醇存在原料成本高、发酵菌种产能低、发酵过程产物抑制、ABE发酵产量偏低等问题，限制了其规模化生产及商业应用［5-9］。基于以上问题及研究现状，本文从生物丁醇的可再生原料，代谢调控和代谢工程角度，评述了生物丁醇发酵研究的最新进展，旨为工程菌的构建和基于过程工程技术的代谢调控提供理论依据。

1 生物丁醇发酵原料研究

1861年Pasteur最早采用微生物发酵生产丁醇，1914年Weizmann发现梭状芽孢杆菌（Clostridium acetobutylicum）通过ABE途径生产丁醇［10］，该菌可利用葡萄糖、木糖、蔗糖及主要降解产物为糖类的原料生产丁醇。

1.1 常用碳源

传统工业上，蔗糖是用于ABE发酵的碳源之一。……