利用木糖产乙醇酵母菌的发酵条件优化

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摘要：以季也蒙假丝酵母JS-73为出发菌株，逐渐增加底物中木糖浓度，对该菌株利用木糖产乙醇的能力进行了驯化，并优化该菌利用木糖生产乙醇的工艺和培养基成分。结果表明，驯化后，木糖利用率为67.21%，酒精产量达到7.41g/L。确定了发酵培养基的最优组合为：木糖60g/L，酵母粉0.6g/L，K2HPO41.0g/L，MgSO4·7H2O0.4g/L，在该条件组合下，菌株JS-73 的乙醇产量为10.27g/L，是理论产量的37.21 %。确定了发酵最优条件为：温度31℃，pH5，转速70r/min，接种量11%，装液量120 mL/250 mL，在此条件下，乙醇产量达最高，为18.95 g/L。55619

毕业论文关键词：木糖,乙醇,发酵,蒙假丝酵母

Abstract: In the experiment, Pichia guilliermondii JS-73 was used as the starting strain and then cultured to produce ethanol with increasing xylosecontent gradually in the substrate. The results indicated that the utilization rate of xylose was 67.21% and the yield of ethanol was 7.41g/L.

Furthermore, the culture mediums had been optimized and it was composed of 60 g/L xylose, 0.6 g/L yeast powder, 1.0g/L K2HPO4 and 0.4 g/L MgSO4·7H2O. In these conditions, ethanol yield of strain JS-73 reached up 10.27g/L, 37.21 % of theoretical yield. The best fermenting conditions had been determined as follows: temperature at 31℃, pH was 5, rotating speed was 70 r/min, inoculating quantity was 11%, and liquid filling quantity was 120mL/250mL. In these conditions, the yield of ethanol reached up the highest as 18.95g/L.

Keywords: xylose, ethanol,fermentation, Pichia guilliermondii

1 前言 5

2 材料与方法 5

2.1 材料、试剂及仪器 5

2.2 试验方法 6

2.2.1 分析方法 6

2.2.2 突变株的驯化 6

2.2.3 发酵条件优化 6

2.2.3.1 氮源的确定 6

2.2.3.2 无机盐的优化 6

2.2.3.3 营养条件的正交试验 7

2.2.3.4 发酵条件的优化 7

3 结果与讨论 7

3.1 驯化结果 7

3.2 不同氮源对乙醇产量的影响 8

3.3 不同无机盐的影响 9

3.4 营养条件的正交试验 9

3.5 发酵条件的优化 10

结论 12

参考文献 13

致谢 14

1 前言

随着人们对全球性能源危机的认识不断深化及环境保护意识的加强[1]，作为石油短缺

大国和消费大国的中国，迫切需要寻找可以替代石油的能源。生物质能因其清洁、可循环再生等优点被认为是最有希望的替代能源之一，作为生物质能源的一种，燃料乙醇已成为减轻石油需求的可替代燃料[2]。巴西、美国、法国等已用甘蔗、玉米大量生产燃料乙醇[3]。在我国，主要以玉米、陈化小麦和稻谷为原料。微生物发酵法生产的燃料乙醇作为一种可再生清洁能源，已经引起了人们的高度重视。

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇受到越来越多的关注和研究，木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。在植物纤维素中，纤维素、半纤维素占木质纤维素质量的70%，纤维素和半纤维素必须经过水解分别形成六碳糖和五碳糖后，才能被微生物利用，发酵生产乙醇。天然半纤维素水解产物的85%~90%是木糖。以植物纤维素原料中的木糖发酵生产乙醇，能使木质纤维素原料的乙醇发酵的产量在原有的基础上增加25%。因此，降低纤维乙醇的生产成本，开发更为高效、经济的生产工艺，实现纤维素乙醇的工业化已成为当务之急[4]。实现木糖发酵生产乙醇是决定植物纤维资源生产乙醇经济可行的关键因素。