甜高梁秸稈中木糖酒精發(fā)酵及菌種選育研究.pdf

1、隨著石油燃料的日漸枯竭，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行生物質(zhì)燃料制取燃料酒精的研究和開(kāi)發(fā)。纖維素是地球上最豐富，最廉價(jià)的可再生資源。纖維質(zhì)原料甜高粱作為近年來(lái)新興的能源作物，以其生物產(chǎn)量大，開(kāi)發(fā)用途廣，利用價(jià)值高等優(yōu)良特性而受到普遍關(guān)注，利用甜高粱制取酒精已成為能源研究的熱點(diǎn)。
　　 在植物纖維的水解產(chǎn)物中，主要的單糖是葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖，其中木糖占1/3，因此高效的木糖發(fā)酵能力成為有效利用植物纖維原料生產(chǎn)酒精的關(guān)鍵

2、技術(shù)之一。
　　 本文以新疆甜高粱秸稈為原料，利用生物技術(shù)方法將秸稈中的纖維素轉(zhuǎn)化成酒精。從甜高粱秸稈材料的預(yù)處理、優(yōu)良酵母菌株的誘變選育、木質(zhì)纖維素發(fā)酵酒精最佳條件的選擇、木糖醇脫氫酶基因（xyl2）的克隆等方面進(jìn)行了研究，主要研究結(jié)果如下：
　　 1. 選取有代表性的高溫、稀酸、稀堿、微生物酶法等條件，對(duì)甜高粱秸稈進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高溫稀酸糖化得率最高，經(jīng)過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)得出最佳的處理?xiàng)l件為：處理溫度121℃、固液比1:7

3、、硫酸濃度2％、時(shí)間60min，在此條件下糖化秸稈還原糖得率為24.95mg/mL。
　　 2. 對(duì)實(shí)驗(yàn)室保存的六種能發(fā)酵利用木糖的菌種進(jìn)行了發(fā)酵性能研究，發(fā)現(xiàn)休哈塔假絲酵母不論是在發(fā)酵能力還是耐酒精耐熱性能方面都優(yōu)與其他菌種。
　　 3. 以休哈塔假絲酵母為誘變出發(fā)菌株，通過(guò)EMS、LiCl 和紫外線三因素復(fù)合誘變，以及60Co-γ輻照反復(fù)誘變，結(jié)合TTC 平板、杜氏小管發(fā)酵及液態(tài)搖瓶發(fā)酵三級(jí)篩選，最終得到兩株優(yōu)勢(shì)誘變

4、菌株XX5,XX15,二者酒精產(chǎn)率達(dá)到0.341±0.011g/g 和0.327±0.014g/g，約為理論值的74.13％和71.08％。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，XX5 和XX15 發(fā)酵秸稈糖化液產(chǎn)酒精的能力較出發(fā)菌種休哈塔假絲酵母提高了約2 倍。
　　 4. 從熱帶假絲酵母中提取總RNA，通過(guò)RT-PCR 獲得了xyl2 基因，然后將其連接到pBS-T 載體。測(cè)序結(jié)果證明所克隆的基因大小為1095bp，與GeneBank（DQ22

5、0745）所報(bào)道的熱帶假絲酵母xyl2 基因的脫氧核苷酸序列完全一致。
　　 本實(shí)驗(yàn)表明，利用高溫稀酸處理甜高粱秸稈能有效地水解纖維素，達(dá)到較高的糖化率，是較合適的處理方法。通過(guò)反復(fù)誘變得到的兩株誘變種XX5、XX15，顯著地提高了對(duì)高溫酸解秸稈纖維水解液的酒精發(fā)酵能力，如果其性質(zhì)能穩(wěn)定下來(lái)，對(duì)提高秸稈的利用率以及經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。利用大量被廢棄的甜高粱秸稈制取燃料酒精，既可緩解當(dāng)前的能源緊缺問(wèn)題又可減少環(huán)境污染，其