Hochfermentative 2,3-Butandiolproduktion aus Xylose

Die effektive Nutzung von Xylose kann die Durchführbarkeit der Verwendung von Lignocellulosehydrolysat zur Herstellung von 2,3-Butandiol (2,3-BD) erheblich verbessern. Zu den bisherigen Schwierigkeiten bei der Herstellung von 2,3-BD gehört, dass die hochkonzentrierte Xylose nicht vollständig umgesetzt werden kann und die Fermentationsgeschwindigkeit langsam ist. In dieser Studie wurden die Auswirkungen von Hefeextrakt, Na2EDTA und Essigsäure auf die 2,3-BD-Produktion aus Xylose untersucht. Es wurde festgestellt, dass die gleichzeitige Zugabe dieser drei Komponenten die 2,3-BD-Produktion deutlich verbessern kann. Die optimalen Konzentrationen von Hefeextrakt, Na2EDTA und Essigsäure waren 35,2, 1,2 bzw. 4,5 g/L. Die 2,3-BD-Konzentration in dem optimierten Medium erreichte nach 48 Stunden Schüttelkolbenfermentation 39,7 g/L. Die Xylose-Verwertungsrate und die 2,3-BD-Konzentration stiegen nach 48 Stunden Rührstapelfermentation auf 99,0 % bzw. 42,7 g/L. Außerdem betrug die 2,3-BD-Ausbeute 0,475 g/g, 95,0 % des theoretischen Maximalwerts. Da die Hauptbestandteile des Lignozellulosehydrolysats Glukose, Xylose und Essigsäure sind, weisen die Ergebnisse dieser Studie auf die Möglichkeit hin, das Hydrolysat direkt zur effektiven Herstellung von 2,3-BD zu verwenden.