同步糖化發(fā)酵纖維素轉(zhuǎn)化乙醇高產(chǎn)菌株選育及工藝研究.pdf

1、纖維素是地球上最豐富、最廉價(jià)的可再生資源。利用生物技術(shù)將纖維素轉(zhuǎn)化成乙醇，具有重要的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)意義。本文對纖維素酶高產(chǎn)菌株的選育、纖維原料的預(yù)處理、纖維素酶解糖化、酵母菌株的誘變選育，以及SSF纖維素轉(zhuǎn)化乙醇工藝參數(shù)優(yōu)化等方面進(jìn)行了研究。 通過透明圈法、固體發(fā)酵法及菌種拮抗關(guān)系，研究了優(yōu)良穩(wěn)定的五種真菌的特性，并構(gòu)建了高產(chǎn)纖維素酶二元混菌體系。結(jié)果表明，黑曲霉3.316和綠色木霉3.2942組合菌株生產(chǎn)的纖維素酶活力顯著高于其它

2、菌組合(P<0.05)，其最優(yōu)菌種配比為1:1。 在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上，研究了纖維素秸稈的稀堿水解工藝，在121℃、10min、固形物含量8.33％、2％NaOH的條件下，可使木質(zhì)素去除率達(dá)88.57％，纖維素保留率為90.14％。 采用固體發(fā)酵工藝，針對綠色木霉和黑曲霉的混菌體系，對纖維素酶生產(chǎn)過程中的主要工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，研究了底物配比、顆粒度、起始pH、料水比和時(shí)間對組合菌種產(chǎn)CMC酶活力和FPA酶活力的影響。其最佳產(chǎn)

3、酶條件：秸稈顆粒度0.246mm，底物配比1:4，培養(yǎng)基起始pH5，料水比1:3.5。以最優(yōu)方案作優(yōu)化培養(yǎng)，確定FPA酶活力最佳培養(yǎng)時(shí)間5d，酶活力達(dá)14.05U/g，CMC酶活力最佳培養(yǎng)時(shí)間7d，酶活力達(dá)29.40U/g。較單一菌株綠色木霉產(chǎn)生的纖維素酶活力分別提高了48.92％和43.49％。用此纖維素酶酶解預(yù)處理后的纖維素秸稈，總還原糖與戊糖得率分別為62.95％和21.73％。紙層析和高效液相色譜分析顯示，單糖組分主要是葡萄糖和

4、木糖。 采用紫外線誘變，分離、篩選、馴化培養(yǎng)出一株高效戊糖和己糖乙醇發(fā)酵菌株UV<,2>。連續(xù)傳代10次發(fā)酵性能無明顯變化，表明菌株具有一定的遺傳穩(wěn)定性。 采用同步糖化發(fā)酵法(SSF)優(yōu)化乙醇生產(chǎn)工藝，結(jié)果表明，適宜的發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵溫度38℃，發(fā)酵時(shí)間72h，纖維素酶用量20U/g，誘變菌株菌懸液的接種量10％。在此條件下進(jìn)行乙醇發(fā)酵試驗(yàn)，乙醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)0.368g/g底物。比優(yōu)化前的乙醇轉(zhuǎn)化率提高了10.60％，