自絮凝顆粒酵母高濃度高強(qiáng)度乙醇發(fā)酵的研究.pdf

1、高濃度乙醇發(fā)酵對(duì)燃料乙醇工業(yè)具有重要意義。但高濃度產(chǎn)物對(duì)酵母生長和乙醇發(fā)酵產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，使目前國內(nèi)外大部分乙醇連續(xù)發(fā)酵裝置的發(fā)酵終點(diǎn)乙醇濃度限制在13％(v/v)以下。本文實(shí)驗(yàn)利用SPSC01自絮凝顆粒酵母為研究對(duì)象，首先考察了乙醇沖擊方式對(duì)酵母細(xì)胞存活率的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過誘導(dǎo)的酵母細(xì)胞與未經(jīng)誘導(dǎo)而直接進(jìn)入高濃度乙醇環(huán)境的酵母細(xì)胞相比，存活時(shí)間延長了2.5倍。但同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，雖然乙醇耐受性經(jīng)過誘導(dǎo)，但經(jīng)受長時(shí)間乙醇沖擊，會(huì)造成細(xì)胞活性

2、的快速喪失。細(xì)胞存活率在乙醇濃度達(dá)到120 g·L-1l后10 h，45 h和90 h分別喪失了24.6％，79.1％和100％。 為避免劇烈的長時(shí)間的乙醇沖擊，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了重復(fù)間歇發(fā)酵工藝，利用SPSC01自絮凝顆粒酵母絮凝沉降的優(yōu)勢(shì)，在幾乎不增加成本的情況下實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與發(fā)酵液分離，以便及時(shí)移走高濃度乙醇，即在間歇發(fā)酵終點(diǎn)使酵母自然沉降以獲得高濃度菌體，移走含高濃度乙醇的發(fā)酵液并補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)基進(jìn)行下一批次間歇發(fā)酵。本實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了

3、10個(gè)批次，實(shí)際操作總時(shí)間為142.73 h，共獲得高濃度乙醇發(fā)酵液13.44 L，平均乙醇濃度122 g·L-l，平均殘?zhí)菨舛?.46 g·L-1，平均乙醇得率為0.46，平均生產(chǎn)強(qiáng)度為6.62 g·L-1．·h-1.與使用游離酵母的批次和連續(xù)發(fā)酵相比，生產(chǎn)強(qiáng)度分別提高了1.4倍和1.7倍；而與使用SPSC01自絮凝顆粒酵母進(jìn)行的乙醇連續(xù)發(fā)酵工藝相比，生產(chǎn)強(qiáng)度提高了12.8％。同時(shí)，在發(fā)酵結(jié)束時(shí)，細(xì)胞存活率仍保持在88％左右，細(xì)胞活性