乙醇生產(chǎn)菌種改造及工藝優(yōu)化.pdf

1、燃料乙醇是解決世界能源短缺、環(huán)境污染等問題的理想選擇，但其生產(chǎn)成本居高不下，利用糧食類原料引發(fā)了眾多爭(zhēng)議。為降低生產(chǎn)能耗及使用非糧食原料，本文從高濃度乙醇發(fā)酵降低能耗和利用木質(zhì)纖維素類原料兩方面開展了對(duì)燃料乙醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，內(nèi)容如下:
　　1.研究了通氣條件對(duì)自絮凝酵母高濃度乙醇發(fā)酵的影響
　　通氣方式包括無(wú)通氣、受控通氣（ORP控制為-150mV和-100mV）和恒定通氣（通氣量0.05vvm和0.2vvm）。使

2、用氧化還原電位（ORP）檢測(cè)發(fā)酵液中氧濃度并劃分了厭氧、微氧和好氧狀態(tài)。以乙醇生產(chǎn)速率和乙醇收率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，厭氧條件下的發(fā)酵結(jié)果最差;微氧條件下使用ORP精密控制氧氣供給取得較好發(fā)酵結(jié)果;而0.2vvm的好氧條件下，生物量、甘油合成量和乙醇損失皆最大，造成乙醇收率最低。高通氣增強(qiáng)細(xì)胞絮凝能力，增大絮凝體粒徑。繪制雷達(dá)圖進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通氣量為0.05vvm的恒定通氣過(guò)程在各方面表現(xiàn)均突出，其發(fā)酵終點(diǎn)乙醇濃度為135g/L，糖醇轉(zhuǎn)化率為0.

3、466g/g，生產(chǎn)強(qiáng)度為1.88g/L/h。
　　2.研究了纖維素水解液中抑制物對(duì)K.marxianus1727混合糖發(fā)酵的影響
　　通過(guò)閱讀文獻(xiàn)及簡(jiǎn)單發(fā)酵性能鑒定，選定了能同時(shí)利用纖維素水解液中混合糖（葡萄糖和木糖）的菌株K.marxianus1727。研究了纖維素水解液抑制物（乙酸、甲酸、糠醛、5-羥甲基糠醛）和產(chǎn)物乙醇對(duì)發(fā)酵的影響，通過(guò)對(duì)比添加抑制物條件下的發(fā)酵時(shí)間、目標(biāo)物產(chǎn)量、殘?zhí)橇堪l(fā)現(xiàn)，5.0g/L乙酸和0.5g/

4、L甲酸對(duì)葡萄糖和木糖共發(fā)酵具有明顯的抑制作用;1.0g/L糠醛和5-羥甲基糠醛基本不影響葡萄糖發(fā)酵;乙醇對(duì)K.marxianus1727發(fā)酵木糖具有抑制作用，當(dāng)乙醇濃度為20g/L時(shí)，生物量及木糖利用率約為對(duì)照的44％和73.9％。
　　3.實(shí)現(xiàn)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SUT2在K.marxianus1727的異源表達(dá)，提高了木糖的利用速率
　　以Pichiastipitis的基因組為模板，PCR擴(kuò)增糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因SUT2，使用酵母磷酸甘