木糖渣酶解及乙醇發(fā)酵的研究.pdf

1、利用生物技術(shù)將廢棄纖維原料制取燃料乙醇，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)利益。本文以水洗木糖渣為纖維原料，以馴化的耐乙醇釀酒酵母TSH-3-G11為供試菌株，對(duì)纖維素酶水解工藝，菌種馴化以及SSF纖維素生產(chǎn)乙醇等方面進(jìn)行了研究。
　　 實(shí)驗(yàn)通過對(duì)玉米芯，木糖渣，糠醛渣等幾種纖維原料進(jìn)行成分分析，確定木糖渣經(jīng)水洗處理，可作為纖維素酶解的實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)對(duì)水洗木糖渣的纖維素酶水解工藝進(jìn)行研究，最佳條件為：纖維素酶用量11 FPU/g(酶活/底

2、物)，溫度50℃，pH為5.0，底物與緩沖液的最適比例為1:8，間歇振蕩下，轉(zhuǎn)速為140 rpm；酶水解作用時(shí)間為48h。在此參數(shù)條件下，纖維素轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到62％。
　　 實(shí)驗(yàn)研究了顆粒度大小，添加玻璃珠及微波輻照對(duì)底物水解的影響。結(jié)果表明，粉碎顆粒度為0.125mm(120目)的木糖渣酶解效率最高為47％。添加玻璃珠提高了酶解效率，但是不利于設(shè)備重復(fù)利用。經(jīng)微波輻照的木糖渣比未經(jīng)輻照的水解效率提高了13％。添加纖維二糖酶提高

3、了纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖的效率，但對(duì)纖維素總轉(zhuǎn)化率提高不大。添加纖維素酶激活劑，金屬離子磷酸氫二鈉，磷酸鈣，乙酸銨對(duì)纖維素酶水解有促進(jìn)作用，非離子表面活性劑tween和PEG(聚乙二醇)能顯著提高酶解效率，水解液中添加tween20和tween60在1％(v/v)，tween40在1.5％(v/v)，tween80在0.5％(v/v)時(shí)，PEG2000在1.5％，PEG4000和PEG8000在3％時(shí)，各自達(dá)到最高酶解效率。
　　

4、通過馴化的手段對(duì)釀酒酵母TSH-2，TSH-3進(jìn)行耐乙醇馴化，經(jīng)過13次傳代培養(yǎng)得到的TSH-3-G11，從耐8％乙醇提高到了14％，當(dāng)?shù)孜餄舛却笥?5％時(shí)，馴化菌株的乙醇產(chǎn)率高于原始菌，與原始菌比較，乙醇產(chǎn)率提高了9.6％。
　　 以馴化菌種TSH-3-G11進(jìn)行木糖渣-乙醇發(fā)酵，結(jié)果表明，搖瓶模擬發(fā)酵時(shí)，乙醇產(chǎn)量SSF要高于SHF。在5L發(fā)酵罐以間歇攪拌的方式進(jìn)行SSF乙醇發(fā)酵中，90h內(nèi)乙醇的最終濃度為2.25％(v/v)