论文部分内容阅读
乙醇是一种重要的工业原料,在食品、医药、化工、能源等领域有着广泛的用途。嗜鞣管囊酵母是一种可同时利用葡萄糖和木糖发酵产乙醇的菌种,但其发酵木糖产乙醇能力较低。本文以嗜鞣管囊酵母As2.1585为原始菌株,采用离子注入诱变的方法进行诱变选育;通过对高产突变株木糖发酵工艺进行的优化,探索发酵培养基和发酵条件对产乙醇效果的影响规律;同时对高产突变株利用秸秆水解液发酵产乙醇的效果进行了考察,主要结论如下;
接种龄对嗜鞣管囊酵母发酵效果的影响结果表明,最佳接种龄为24 h;采用最佳诱变注量12.5×1014 ions/cm2对嗜鞣管囊酵母As2.1585进行注入诱变,通过平板初筛,摇瓶发酵复筛,获得了一株发酵木糖高产乙醇突变株mut-54,其乙醇产量为10.44 g/L,较原始菌株提高了12.74％,将其传代七次,各代摇瓶发酵产乙醇能力较稳定。在单因素试验的基础上,采用正交试验优化突变株mut-54的摇瓶发酵培养基组成和发酵条件,最佳发酵培养基:木糖50.g/t,,酵母粉10 g/L,(NH4)2SO41.5 g/L,MgSO4·7H2O1.5 g/L,KH2PO41.0 g/L:最佳发酵条件:温度30℃,摇床转速120 r/min,接种量10％;该条件下突变株mut-54乙醇产量达11.87 g/L。
通过对原始菌株和突变株mut-54耐乙醇能力、关键酶活以及蛋白质组差异的研究,初步表达了突变株mut-54乙醇产量提高的机理,突变株mut-54耐乙醇能力高于原始菌株,乙醇脱氢酶(ADH)、木糖还原酶(XR)和木糖醇脱氢酶(XDH)最大比活力较原始菌株分别提高13.96％、14.21％和20.93％,二者的蛋白质种类也有较大的差异。
利用突变株mut-54进行秸秆乙醇发酵的试验结果表明,乙醇产量为13.72g/L,糖利用率为88.66％,生物量为5.37 g/L,分别较原始菌株提高8.54％、3.91％和10.96％;将秸秆水解液进行亚硫酸钠法脱毒预处理后,突变株mut-54利用其发酵乙醇产量可达14.75 g/L,较未脱毒处理提高7.51％;这表明合适的脱毒方法可有效的去除发酵抑制因子,提高发酵液中乙醇的积累。