嗜鞣管囊酵母發(fā)酵木糖高產(chǎn)乙醇菌株的選育及其發(fā)酵條件優(yōu)化.pdf

1、乙醇是一種重要的工業(yè)原料,在食品、醫(yī)藥、化工、能源等領(lǐng)域有著廣泛的用途。嗜鞣管囊酵母是一種可同時利用葡萄糖和木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的菌種,但其發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇能力較低。本文以嗜鞣管囊酵母As2.1585為原始菌株,采用離子注入誘變的方法進(jìn)行誘變選育;通過對高產(chǎn)突變株木糖發(fā)酵工藝進(jìn)行的優(yōu)化,探索發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件對產(chǎn)乙醇效果的影響規(guī)律;同時對高產(chǎn)突變株利用秸稈水解液發(fā)酵產(chǎn)乙醇的效果進(jìn)行了考察,主要結(jié)論如下;
　　 接種齡對嗜鞣管囊酵母發(fā)酵

2、效果的影響結(jié)果表明,最佳接種齡為24 h;采用最佳誘變注量12.5×1014 ions/cm2對嗜鞣管囊酵母As2.1585進(jìn)行注入誘變,通過平板初篩,搖瓶發(fā)酵復(fù)篩,獲得了一株發(fā)酵木糖高產(chǎn)乙醇突變株mut-54,其乙醇產(chǎn)量為10.44 g/L,較原始菌株提高了12.74％,將其傳代七次,各代搖瓶發(fā)酵產(chǎn)乙醇能力較穩(wěn)定。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)優(yōu)化突變株mut-54的搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件,最佳發(fā)酵培養(yǎng)基:木糖50.g/t,

3、,酵母粉10 g/L,(NH4)2SO41.5 g/L,MgSO4·7H2O1.5 g/L,KH2PO41.0 g/L:最佳發(fā)酵條件:溫度30℃,搖床轉(zhuǎn)速120 r/min,接種量10％;該條件下突變株mut-54乙醇產(chǎn)量達(dá)11.87 g/L。
　　 通過對原始菌株和突變株mut-54耐乙醇能力、關(guān)鍵酶活以及蛋白質(zhì)組差異的研究,初步表達(dá)了突變株mut-54乙醇產(chǎn)量提高的機(jī)理,突變株mut-54耐乙醇能力高于原始菌株,乙醇脫氫酶(

4、ADH)、木糖還原酶(XR)和木糖醇脫氫酶(XDH)最大比活力較原始菌株分別提高13.96％、14.21％和20.93％,二者的蛋白質(zhì)種類也有較大的差異。
　　 利用突變株mut-54進(jìn)行秸稈乙醇發(fā)酵的試驗(yàn)結(jié)果表明,乙醇產(chǎn)量為13.72g/L,糖利用率為88.66％,生物量為5.37 g/L,分別較原始菌株提高8.54％、3.91％和10.96％;將秸稈水解液進(jìn)行亞硫酸鈉法脫毒預(yù)處理后,突變株mut-54利用其發(fā)酵乙醇產(chǎn)量可達(dá)1