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一株热带假丝酵母利用木糖生长及其产酒精特性的研究

刘兰杰

   木糖是纤维质原料水解液戊糖的主要成分。在自然界中能够代谢利用木糖的微生物并不多见,尤其是为数不多的能够同化木糖的酵母,其生产乙醇或菌体蛋白的效率更低。因此,选育高效的木糖发酵菌株,并对其发酵木糖特性进行研究,是开发利用纤维素类可再生资源的关键之一。 本课题以研究室分离筛选得到的一株热带假丝酵母菌株3#为研究对象,对其发酵木糖生产乙醇和菌体蛋白的特性进行了研究,并对其在纤维素原料水解液中的应用进行了初步探索。具体研究结果如下: 1.研究了菌株3#发酵木糖产乙醇的特性,结果表明,溶氧浓度对乙醇的产量和产率有很大影响,适中的溶氧浓度有利于菌体生长和乙醇的积累。较高的起始菌体浓度和尿素对乙醇的生产积累有促进作用,在碳源和氮源充足的情况下,延长发酵时间,乙醇的产量最高达到25.58g/L的稳定状态,菌体生长也趋于平稳,浓度为6.54×108/mL,这个稳定的状态是由于乙醇的产出和消耗一致而形成的动态平衡。 2.研究了菌株3#发酵木糖产菌体蛋白的特性,结果表明,在起始糖浓度为1%时发酵48 h,酵母细胞对木糖的得率较高,为35.7%,但发酵液菌体浓度随糖浓度增加而升高。利用豆粕作为氮源,可得最高发酵液菌体质量浓度7.25mg/mL。不同的发酵温度对菌体的生长转化影响比较明显,在30℃时发酵液有最高菌体浓度为8.01 mg/mL,在25℃时,有最高细胞得率51.9%。溶氧对菌体的生长影响很大,充分供氧是获得高生物量和高菌体转化率的重要前提。接种量为5%时,有最高细胞得率52.5%,但接种量为20%时,发酵液菌体浓度最高,为9.9:mg/mL。木糖流加方式为2%+3%+3%时,酵母细胞对木糖的得率最高,为46.6%,而当流加方式为3%+3%+2%时,所得发酵液菌体浓度最高,为15.5×108/mL。 3.在纤维素原料水解液中的应用结果表明,玉米芯水解液的还原糖浓度能够到达40 g/L,符合菌体发酵木糖生产乙醇或菌体蛋白的基本条件。以不同的发酵条件进行乙醇和菌体蛋白生产试验,于250 mL三角瓶中装入玉米芯水解液100 mL,进行酒精发酵3天,测得发酵液酒精含量为3.46 g/L,残糖含量为20.34 g/L,于500 mL三角瓶中装入玉米芯水解液50 mL进行发酵3天,测得发酵液菌体浓度为7.8×108/mL,残糖含量为5.48 g/L,因此该菌体对于纤维素水解液的发酵生产存在一定的实际应用价值。……   
[关键词]:热带假丝酵母;木糖;乙醇;发酵;产率;转化率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2010年