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菊粉酶作为可以将菊粉转化为果糖和葡萄糖的酶类,在工业化生产上有着重要的意义,尤其是在生产乙醇方面,转化生成的葡萄糖和果糖可以用来生产工业乙醇,在世界能源短缺的今天有着十分重要的战略意义。本试验通过对酿酒酵母的改造,以期获得能够直接利用菊粉生产乙醇的一步发酵菌株,从对酿酒酵母的电转化获得产酶转化子,到对发酵培养基的条件优化,最终在一定程度上提高了乙醇生产效率,降低了工业生产成本。本文研究内容主要如下：(1)通过对本实验室已构建的INU-PUG-6载体线性化后对酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 6525的电转化,对转化后转化子测定酶活筛选,得到一株可以产菊粉酶且活力较高的转化子Saccharomyces cerevisiae 6525-C3,通过进一步的验证,得知此转化子确实可以产菊粉酶并且进行酒精发酵,以2%菊粉为底物,pH为4.6,最适温度为55℃时,测得此转化子酶活为1.8U且较稳定,拟对其进行下一步优化使其能够更好的产酶并发酵酒精。(2)通过单因子试验和响应面优化试验拟对其进行发酵条件优化,确立此转化子最适宜的发酵条件为(g.L-1)：采用单因素分析法得出pH,蛋白胨含量,酵母粉含量,温度,接种量,NaCl含量,MgSO4·7H2O含量以及发酵时间等多个因素取值范围为pH为5-6.5,蛋白胨2-4(g.L-1),酵母粉1-3(g.L"1),温度28-32℃,接种量5-15(%),NaCl含量0.1-0.2(g·L-1),MgSO4-7H2O含量为0.07-0.1(g.L-1)含量以及发酵时间72-108h。采用中心因子组合试验结果得出上述八个因素中显著因素为酵母粉,接种量,MgS04-7H2O。采用最陡爬坡试验分析得出上述3个显著因素取值应该为酵母粉8.6-9.4(g·L-1),接种量3.75-4.25(%),MgSO4-7H2O 0.4-0.5(g·L-1),最后一步最优值确定得出最终结果,酵母粉9.24g/L,接种量39.8mL/L, MgSO4-7H2O 0.45 g/L(3)采用上述优化的培养基及发酵条件进行发酵罐发酵,研究含有外切菊粉酶基因酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 6525-C3在发酵罐中发酵酒精能力,并且对发酵罐条件进行下一步优化,希望能够提高粗菊芋菊粉底物含糖量。发酵罐验证试验中可知影响酒精得率阻碍因素主要为粗菊粉含糖量较低,所以当务之急是提高含糖量,在5L发酵罐试验中可知含糖量为12%,酒精得率为5%,50L发酵罐中酒精得率也没有得到明显提升。采用固体发酵试验方法测得酒精得率为4.6%。依然没有得到明显提升。超声波及热水浴浸提也未能达到明显效果,采用先酶解再发酵可以提高含糖量,但是工业上会增加成本。通过上述试验,为重组酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae 6525-C3的工业生产乙醇提供了理论指导,可以在其他条件不变的情况下提高乙醇得率,降低工业生产成本。