木糖轉(zhuǎn)化酒精的優(yōu)勢酵母菌的復(fù)合誘變選育.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、酵母菌利用木糖能力較低成為木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的一個主要限制性因素,本文對中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實驗室保藏的CICC-1517RM釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株,采用紫外線和γ射線的復(fù)合誘變,通過TTC培養(yǎng)基篩選能利用木糖產(chǎn)乙醇的優(yōu)勢酵母菌,采用顯微鏡鏡檢及18 srDNA對選育的突變株進行分子鑒定,對優(yōu)勢酵母菌發(fā)酵條件進行優(yōu)化實驗,獲得最佳發(fā)酵工藝條件,并在最佳發(fā)酵條件下進行發(fā)酵動力學(xué)的初步研究

2、,其結(jié)果主要如下:
  1.對釀酒酵母(CICC-1517RM)進行紫外線和γ射線的復(fù)合誘變,通過TTC培養(yǎng)基篩選優(yōu)勢酵母菌。酵母菌經(jīng)120s紫外線誘變處理,后經(jīng)0.27kGy的γ射線進行輻照誘變。經(jīng)TTC培養(yǎng)基暗處培養(yǎng)2~3h。結(jié)束后挑選5株長勢好,紅色較深的菌落進行進一步篩選,經(jīng)木糖耐性比較和乙醇發(fā)酵試驗后,選出一株優(yōu)勢酵母菌,編號LH4。在含木糖4%的培養(yǎng)基中,LH4的乙醇發(fā)酵終濃度為0.531g/L,遠高于原始菌株的乙醇發(fā)

3、酵濃度0.108 g/L。由此可得,突變株LH4在木糖培養(yǎng)基中的發(fā)酵效果優(yōu)于原始菌株。
  2.通過顯微鏡進行突變株形態(tài)的觀察,經(jīng)美蘭染色后,細(xì)胞呈橢圓形,極少部分呈白色,大部分呈藍色,較大的母體細(xì)胞旁有一較小的芽體,母體細(xì)胞深藍色,芽體淺藍色。對該突變菌株進行18srDNA擴增測序,并利用NCBI數(shù)據(jù)庫進行Blast比對,經(jīng)MEGA6.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹??蓽?zhǔn)確斷定該菌株為釀酒酵母屬。
  3.采用四因素三水平正交實驗,

4、最終得到酵母菌利用木糖產(chǎn)乙醇的最佳條件為:裝液量125ml,接種量為8%,pH為6.5,溫度為30℃。在最優(yōu)條件下進行酵母菌利用木糖進行乙醇發(fā)酵的驗證實驗,平行三次。測得乙醇平均得率達到0.552g/L。
  4.在搖床優(yōu)化發(fā)酵條件的基礎(chǔ)上,進行發(fā)酵罐放大實驗,利用10L發(fā)酵罐對突變酵母菌LH4進行為期110h的發(fā)酵試驗。最終乙醇得率為0.180g/L。同時以該分批發(fā)酵的數(shù)據(jù)為參考,結(jié)合數(shù)學(xué)公式推導(dǎo),建立了該發(fā)酵過程中菌體生長,乙

5、醇合成和基質(zhì)消耗動力學(xué)模型,表達如下:
  (1)菌體生長動力學(xué)模型:X=0.1590e0.1218t/1.9397+0.0788e0.1218t
  (2)乙醇生成動力學(xué)模型:S=19.4692+0.1349-0.2721e0.1218t/1.9397+0.0788e0.1218t-0.4986ln(1.9379+0.0788e0.1218t/2.0177)
  (3)基質(zhì)消耗動力學(xué)模型:P=0.0050e0.121

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