管囊酵母發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇.pdf

1、利用高能作物生產(chǎn)燃料乙醇現(xiàn)在備受關(guān)注，甜高粱具有高能植物之稱，是生產(chǎn)燃料乙醇很好的原料。在甜高粱渣的水解產(chǎn)物中，木糖約占30％，嗜鞣管囊酵母是能利用木糖產(chǎn)乙醇的天然菌株之一，本文對(duì)管囊酵母進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 首先，本文采用不同的誘變手段對(duì)管囊酵母進(jìn)行了處理，其中，對(duì)管囊酵母最有效的誘變方法為紫外線+硫酸二乙酯復(fù)合誘變，得到兩株菌糖醇轉(zhuǎn)化率與出發(fā)菌株相比分別提高了23.9％和28.7％，為0.171 g·g<'-1>和0.178

2、g·g<'-1>。 其次，本文對(duì)管囊酵母的發(fā)酵特性進(jìn)行了研究，包括在葡萄糖和木糖的混合培養(yǎng)基中發(fā)酵，底物耐受性以及產(chǎn)物耐受性，具體如下： (1)在以葡萄糖和木糖混合糖的管囊酵母發(fā)酵中，葡萄糖為優(yōu)先碳源，并且葡萄糖的存在會(huì)抑制木糖的利用，在葡萄糖耗盡后管囊酵母會(huì)有一段適應(yīng)期來(lái)利用木糖產(chǎn)乙醇。在單一碳源發(fā)酵中，葡萄糖的平均消耗速率(1.28 g.L<'-1>·h<'-1>)高于木糖的平均消耗速率(0.34g.L<'-1>·h

3、<'-1>)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，單一葡萄糖發(fā)酵中的乙醇濃度最高，為6.90g.L<'-1>；單一木糖發(fā)酵中乙醇濃度最低，為2.70 g.L<'-1>。而生物量在單一木糖發(fā)酵中最大，為6.65 g.L<'-1>，在單一葡萄糖發(fā)酵中最小，為5.22 g.L<'-1>。 (2)最有利于管囊酵母發(fā)酵產(chǎn)乙醇的木糖濃度為20 g.L<'-1>，這時(shí)發(fā)酵過程中的最大比生長(zhǎng)速率和糖醇轉(zhuǎn)化率最大，分別為0.12 h<'-1>，0.18 g·g<'-1>

4、。在總糖濃度為40 g.L<'-1>的補(bǔ)料發(fā)酵中，補(bǔ)料后乙醇濃度有迅速的增長(zhǎng)，在24 h內(nèi)的增量(2.3 g.L<'-1>)大于補(bǔ)料前的乙醇濃度(1.9 g.L<'-1>)；并且補(bǔ)料后木糖的消耗速率也會(huì)增長(zhǎng)。 (3)考察了乙醇濃度對(duì)管囊酵母在發(fā)酵過程中的影響。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)發(fā)酵過程中的木糖利用率大約為80％時(shí)，乙醇濃度開始下降。在發(fā)酵初始加入乙醇，管囊酵母的木糖發(fā)酵會(huì)受到抑制，當(dāng)乙醇濃度為28 g.L<'-1>時(shí)，木糖平均消耗速率由

5、空白的0.38 g.L<'-1>·h<'-1>下降到0.065g.L<'-1>·h<'-1>，比生長(zhǎng)速率由0.14 h<'-1>下降到0.07 h<'-1>；當(dāng)乙醇濃度為40 g.L<'-1>時(shí)，管囊酵母停止生長(zhǎng)。在初始乙醇濃度為30 g.L<'-1>的木糖發(fā)酵中加入葡萄糖有利于管囊酵母的生長(zhǎng)，當(dāng)葡萄糖濃度為15 g.L<'-1>時(shí)生物量最高為1.51 g.L<'-1>，而沒有加入木糖的發(fā)酵中生物量為0.95 g.L<'-1>。

6、 最后，將管囊酵母在甜高梁渣酸水解液中發(fā)酵，并與在發(fā)酵培養(yǎng)基中相比較，乙醇產(chǎn)量在兩種發(fā)酵中分別為3.5 g.L<'-1>和7.4 g.L<'-1>；轉(zhuǎn)化率分別為.173 g·g<'-1>和0.250 g·g<'-1>。在甜高梁渣酸水解液中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)得到管囊酵母發(fā)酵的最優(yōu)培養(yǎng)基方案，酵母粉1 g.L<'-1>，(NH<,4>)<,2>SO<,4> 1 g.L<'-1>，MgSO<,4> 1 g.L<'-1>，KH<,2>