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随着化石能源的日益枯竭，利用生物发酵法生产生物燃料逐渐受到人们的重视。丁醇具有良好的燃烧性能，其能量密度接近汽油，能够以任意比例与汽油混合，因此与其他生物燃料如乙醇等相比，更适合作为液体燃料。而发酵原料和菌株生产能力一直是困扰生物丁醇工业化生产的瓶颈问题。本文以木糖渣为原料，利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变所得的高产拜氏梭菌Y-3为发酵菌株，对木糖渣预处理、纤维素酶酶解工艺及木糖渣水解液的丁醇发酵等方面进行了研究；另外，纯化得到了产溶剂梭菌丁醇合成途径中关键酶丁酰辅酶A脱氢酶复合体，并对其酶学性质进行了初步研究。
首先，使用不同的方法对木糖渣进行预处理，分析处理前后木糖渣的组成变化并比较了糖化效果。使用氢氧化钠预处理后，木糖渣中纤维素含量由67.2%提升至92.5%，酶解后纤维素转化率达到76.3%。氢氧化钙脱毒预处理后，木糖渣的木质纤维素组成并未明显改变，但酶解后纤维素转化率为71.5%，高于对照组38.1%的纤维素转化率；通过对其抑制物组成分析发现，氢氧化钙脱毒工艺去除了木糖渣中38.8%乙酰丙酸、66.2%香草醛、100%乙酸、98.4%糠醛、96.0%羧甲基糠醛和31.9%阿魏酸，这些化合物对纤维素酶活性及丁醇发酵有抑制作用。
其次，对拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)NCIMB8052进行EMS诱变，通过淀粉和2-脱氧-D-葡萄糖平板筛选培养基的多次筛选，获得了一株高产菌株Y-3，丁醇和ABE产量在发酵96 h后达到9.4 g/L和15.8 g/L，分别比出发菌株提高了40.3%和30.6%。使用未处理木糖渣水解液(还原糖含量25.0 g/L)进行发酵，96 h后，该突变菌株仅产生3.8 g/L ABE，推测由于未处理木糖渣水解液中还原糖含量不足或含有的抑制因子造成。氢氧化钠处理木糖渣水解液的还原糖含量增至60.4 g/L，但其中存在的抑制因子延长发酵时间至144 h，丁醇和ABE产量为8.2 g/L和16.0 g/L。氢氧化钙脱毒处理木糖渣水解液的还原糖含量为49.3 g/L，丁醇和ABE产量在发酵96 h后分别达到5.6 g/L和9.9 g/L；补充水解液糖量至60 g/L后，在发酵48 h后，丁醇和ABE产量分别为8.2 g/L和16.0 g/L，表明影响该水解液ABE发酵的主要因素是培养基中较低的葡萄糖浓度。
另外，本试验利用离子交换层析和凝胶过滤层析从丙酮丁醇梭菌中纯化得到了Bcd/EtfAB酶复合物，该酶复合物由丁酰-CoA脱氢酶和电子传递体EtfA和EtfB组成，SDS-PAGE显示分子量分别为41、36和28KD。酶活检测发现，由Bcd/EtfAB酶复合物催化的巴豆酰-CoA向丁酰-CoA的转化，耦合了NADH的氧化及Fd的还原，比酶活为0.4 U/mg(NADH氧化反应)；另外，Bcd/EtfAB酶复合物可以催化TTC(triphenyltetrazolium chloride，含有两个电子的人工电子受体)的还原反应及二茂铁六氟磷酸(ferrocenium hexafluorophosphate，含有一个电子的人工电子受体)的还原反应，比酶活分别为0.35 U/mg和0.14 U/mg。同时，在丙酮丁醇梭菌中首次发现Bcd/EtfAB酶复合物可以催化NAD+的还原反应，并且该反应与Fd的氧化相耦合，比酶活为0.13 U/mg，但未涉及丁酰-CoA的氧化。