克魯維酵母發(fā)酵己糖和戊糖生產(chǎn)乙醇.pdf

1、燃料乙醇是一種可替代化石燃料的新型能源，木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)由于其分布廣泛且價格低廉，是生產(chǎn)燃料乙醇的理想原料。但纖維素乙醇的生產(chǎn)也面臨如下問題:木糖的發(fā)酵速率慢且乙醇產(chǎn)量低;現(xiàn)有菌株的最適生長溫度和纖維素酶的最適酶解溫度不符，導致同步糖化發(fā)酵效率低。本文針對上述問題對纖維素乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，內(nèi)容如下:
　　首先本文考察了KluyveromycesmarxianusDL1，Kluyveromycesmarxianus17

2、27，KluyveromycesmarxianusDL2,Kluyveromyceslactis和Saccharomycescerevisiae6525在微量通氣條件下分別以己糖（葡萄糖，甘露糖，半乳糖）和戊糖（木糖，阿拉伯糖）為底物時的生長情況。研究結(jié)果表明，K.marxianusDL1具有細胞生長快，乙醇得率高和生產(chǎn)強度大的優(yōu)勢。以葡萄糖為底物時，K.marxianusDL1在第10h乙醇產(chǎn)量達到最大為7.96g/L，乙醇得率以及生

3、產(chǎn)強度為0.351g/g和0.80g/(L·h)，分別比S.cerevisiae6525高出近11％和135％。當以甘露糖和半乳糖為底物時，K.marxianusDL1的乙醇產(chǎn)量和得率均與S.cerevisiae6525相近，但K.marxianusDL1的乙醇生產(chǎn)強度卻分別是S.cerevisiae6525的1.2倍和2倍。以木糖為底物時，僅有K.marxianusDL1能夠利用木糖產(chǎn)乙醇，且在第72h乙醇產(chǎn)量達到最大為1.71g/L

4、，乙醇得率為0.095。以阿拉伯糖為底物時，菌株代謝過程中并沒有乙醇產(chǎn)出，僅有K.marxianusDL1有代謝副產(chǎn)物阿拉伯糖醇產(chǎn)出并在第168h達到最大為2.28g/L。
　　其次本文考察了上述五株菌在無氧條件下分別以(己)糖（葡萄糖，甘露糖，半乳糖）和戊糖（木糖，阿拉伯糖）為底物時的發(fā)酵情況。研究結(jié)果表明，K.marxianusDL1的優(yōu)勢依舊明顯。以葡萄糖為底物時，K.marxianusDL1在第16h乙醇產(chǎn)量達到最大為14

5、.69g/L，乙醇得率以及生產(chǎn)強度為0.357g/g和0.92g/(L·h)，分別是S.cerevisiae6525的1.1和1.7倍。當以甘露糖和半乳糖為底物時，K.marxianusDL1的生產(chǎn)強度分別是S.cerevisiae6525的1.3倍和1.1倍，但和生長情況有所不同，K.marxianusDL1的乙醇產(chǎn)量和得率均高于S.cerevisiae6525。當分別以木糖和阿拉伯糖為底物時，菌株的代謝和生長情況類似，K.marxi

6、anusDL1代謝木糖于第120h乙醇產(chǎn)量達到最大為7.68g/L，乙醇得率和生產(chǎn)強度分別為0.199g/g和0.064g/(L·h)。K.marxianusDL1代謝阿拉伯糖于第168h阿拉伯糖醇產(chǎn)量達到最大為5.96g/L。
　　在上述實驗基礎(chǔ)上，考察溫度(30℃、35℃、39℃、41℃)和培養(yǎng)基成分（有機培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基）對K.marxianusDL1以木糖為底物時的發(fā)酵情況影響。研究結(jié)果表明，隨著溫度的逐漸升高，木糖的代

7、謝速率逐漸變慢，乙醇和木糖醇的產(chǎn)量逐漸降低。在35℃下的有機培養(yǎng)基中，K.marxianusDL1代謝木能的能力優(yōu)于同樣溫度下的合成培養(yǎng)基。在有機培養(yǎng)基中，K.marxianusDL1代謝木糖的速率快，木糖醇產(chǎn)量高，發(fā)酵后期的木糖剩余濃度低且乙醇產(chǎn)量高。發(fā)酵至終點有機培養(yǎng)基中有3.5g/L的木糖剩余，而合成培養(yǎng)基中卻有15.5g/L殘?zhí)?，有機培養(yǎng)基中的最大木糖醇濃度和乙醇濃度分別是合成培養(yǎng)基的1.5和1.2倍。
　　最后，本文考察