木薯渣水解液發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝優(yōu)化及代謝流量分析研究.pdf

1、由于化石能源的日益枯竭，生物質(zhì)乙醇的開發(fā)已是目前世界上的研究熱點(diǎn)，乙醇發(fā)酵已備受全世界關(guān)注，全力推進(jìn)生物質(zhì)乙醇研究對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，本研究采用酵母菌（Candida tropicalis CICC1779）利用木薯渣水解液制備乙醇，能有效提高廢棄木薯渣的再利用價(jià)值，通過(guò)對(duì)該菌進(jìn)行誘變選育和代謝流量分析以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)乙醇的目的。主要研究?jī)?nèi)容是針對(duì)木薯渣水解條件的單因素試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上利用響應(yīng)面進(jìn)行優(yōu)化，再對(duì)酵母菌進(jìn)行紫外

2、誘變和馴化選育，然后進(jìn)行水解液發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行罐發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)并列出相關(guān)代謝方程;測(cè)定其底物、產(chǎn)物、菌體濃度的變化，分析其代謝通量和動(dòng)力學(xué)模型。形成的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在木薯渣酶解單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，然后通過(guò)響應(yīng)面對(duì)酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到較優(yōu)的酶解工藝為:水解溫度36℃，初始pH=4，水解時(shí)間42min，底物濃度80g/L。測(cè)得10g木薯渣水解最終得到還原糖含量為6±0.6g，其中葡萄糖含量為4±0.6g，木糖

3、2±0.7g，還原糖水解得率達(dá)到理論值的75％。
　　(2)對(duì)原始酵母菌（Candida tropicalis CICC1779）進(jìn)行紫外誘變和馴化選育，再通過(guò)杜氏小管法初篩，然后再經(jīng)過(guò)TTC顯色法復(fù)篩，最終得到一株突變菌株T70-2。
　　(3)在木薯渣水解液發(fā)酵制備乙醇單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化發(fā)酵工藝，得到最佳的發(fā)酵條件:發(fā)酵溫度34℃，初始pH=4，發(fā)酵轉(zhuǎn)速150r/min，接種量10％。乙醇產(chǎn)量檢測(cè)為22.

4、15±0.28g/L，木糖的利用率達(dá)到81.6％，相對(duì)于原始菌株提升了42.6％。
　　(4)對(duì)木薯渣水解液發(fā)酵制備乙醇進(jìn)行罐發(fā)酵工藝研究，考察不同的氧傳遞系數(shù)(KLα)對(duì)發(fā)酵效果的影響，發(fā)酵結(jié)果表明在KLα為85時(shí)發(fā)酵效果最好(72h)，乙醇濃度達(dá)到23.14g/L，菌體濃度為5.74g/L。在通氣與攪拌偶聯(lián)控制溶氧下得到的菌體濃度為6.45g/L，乙醇濃度為25.43g/L。殘?zhí)橇繛?.62g/L（基本為木糖），此時(shí)糖醇轉(zhuǎn)化率