随着煤、石油、天然气等化石能源消耗量的不断增加,全球环境的不断恶化,使菊芋作为生物质能源的开发利用具有十分重要的战略意义。菊芋生态适宜性极强、繁殖快、可在边际荒漠土地及滩涂盐碱地生长,生产成本低,作为非粮食能源植物生产乙醇具有极大的潜力及工业生产价值。本研究首先进行了产菊粉酶菌株的筛选,并对菌株的发酵条件进行优化,然后对三种发酵方法进行了比较分析,选择了一种最佳发酵方案,并进行发酵罐扩大试验,对菊芋工业乙醇发酵生产具有一定的指导意义。具体内容如下：1)从江苏大丰、山东东营、黑龙江大庆等种植菊芋的根际土壤中,筛选出能够利用菊粉为唯一的碳源生长的菌株112株,主要是真菌和细菌。经过复筛以及菊粉酶活力测定,确定产菊粉酶菌株共75株,其中真菌表现出较高的产菊粉酶能力。选出产酶能力最高的真菌A-6做进一步的研究。经过观察菌落形态及分子鉴定确定为烟曲霉属,命名为Aspergillus fumigatus A-6。2)通过单因子试验和正交试验对Aspergillus fumigatus A-6发酵条件优化后,确立了其最适宜的产酶条件,优化之后最高菊粉酶活力达到13.29U.mL-1。采用上述优化的培养基及发酵条件进行摇瓶发酵,研究Aspergillus fumigatusA-6合成菊粉酶的发酵动力学,结果表明：菌体生长在48h后趋于平稳,144h后进入衰亡期。菊粉酶活力在96h达到最高,之后菊粉酶活力呈下降的趋势。该菌株发酵第8d时,I/S达到最大值为1.43,确定该菊粉酶为外切酶。3)选用重组菌株Pichia pastoris R32为研究对象,对其产酶条件进行优化,以使其应用于工业生产。优化后的的重组菌株Pichia pastoris R32的菊粉酶活力达到298.8U.mL-1,优化后菊粉酶活力提高了40%。4)重组菌株Pichia past or is R32的产酶需要甲醇为诱导剂,不能直接用于发酵,故先用其粗酶液水解菊芋,再将水解液与发酵菌株共同发酵菊芋生产乙醇。将实验室保存的四株菌株酿酒酵母菌S. cerevisiae和克鲁维酵母Kluyveromyces、工程菌株E. coli、运动发酵单孢菌Z.mobilis分别接种于粗酶水解液中进行发酵性能比较,其中酿酒酵母菌的最高乙醇浓度59.67g.L-1,乙醇得率0.28,糖利用率48.84%,糖醇转化率54.31%；克鲁维酵母的最高乙醇浓度61.88g.L-1,乙醇得率0.29,糖利用率50.56%,糖醇转化率56.32%。此两菌株的发酵性能具有明显优势,故选用酿酒酵母菌和克鲁维酵母作为本研究后续试验菌株。5)选取重组菌株Pichia pastoris R32、酿酒酵母菌和克鲁维酵母三株菌株,分别采用一步发酵法、两步发酵法和同步发酵法进行发酵效果比较。结果显示,采用酿酒酵母和克鲁维酵母组合的同步发酵法的效果最优,其最高乙醇浓度89.70g.L-1、糖利用率88.69%,乙醇得率0.48,糖醇转化率94.00%,故选择该组合进行实际发酵罐发酵实验。6)采用正交试验对初始pH、底物浓度、氮源及接种量等发酵条件进行优化,确定了酿酒酵母菌和克鲁维酵母组合的同步发酵法最佳的发酵条件：菊粉浓度为225g.L-1,脲素浓度为40g.L-1,接种量为15%,pH为5。通过5L发酵罐进行扩大培养,对该同步发酵法的实际乙醇发酵效果进行初探,结果显示,乙醇得率为0.50,糖利用率92.24%,糖醇转化率97.76%。通过对不同菌株的组合对菊芋发酵生产乙醇的研究,确定最适于工业生产的发酵方法,为菊芋发酵生产乙醇的进一步扩大生产提供理论基础。