菊芋發(fā)酵酒精酵母篩選及其發(fā)酵工藝優(yōu)化.pdf

1、菊粉酶作為可以將菊粉轉(zhuǎn)化為果糖和葡萄糖的酶類，在工業(yè)化生產(chǎn)上有著重要的意義，尤其是在生產(chǎn)乙醇方面，轉(zhuǎn)化生成的葡萄糖和果糖可以用來生產(chǎn)工業(yè)乙醇，在世界能源短缺的今天有著十分重要的戰(zhàn)略意義。本試驗通過對釀酒酵母的改造，以期獲得能夠直接利用菊粉生產(chǎn)乙醇的一步發(fā)酵菌株，從對釀酒酵母的電轉(zhuǎn)化獲得產(chǎn)酶轉(zhuǎn)化子，到對發(fā)酵培養(yǎng)基的條件優(yōu)化，最終在一定程度上提高了乙醇生產(chǎn)效率，降低了工業(yè)生產(chǎn)成本。本文研究內(nèi)容主要如下：
　　(1)通過對本實驗室已構(gòu)建

2、的INU-PUG-6載體線性化后對釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae6525的電轉(zhuǎn)化，對轉(zhuǎn)化后轉(zhuǎn)化子測定酶活篩選，得到一株可以產(chǎn)菊粉酶且活力較高的轉(zhuǎn)化子Saccharomyces cerevisiae6525-C3，通過進一步的驗證，得知此轉(zhuǎn)化子確實可以產(chǎn)菊粉酶并且進行酒精發(fā)酵，以2％菊粉為底物，pH為4.6，最適溫度為55℃時，測得此轉(zhuǎn)化子酶活為1.8U且較穩(wěn)定，擬對其進行下一步優(yōu)化使其能夠更好的產(chǎn)酶并發(fā)酵酒精。

3、
　　(2)通過單因子試驗和響應(yīng)面優(yōu)化試驗擬對其進行發(fā)酵條件優(yōu)化，確立此轉(zhuǎn)化子最適宜的發(fā)酵條件為（g·L-1）:采用單因素分析法得出pH，蛋白胨含量，酵母粉含量，溫度，接種量，NaC1含量，MgSO4·7H2O含量以及發(fā)酵時間等多個因素取值范圍為pH為5-6.5，蛋白胨2-4(g·L-1)，酵母粉1-3(g·L-1)，溫度28-32℃，接種量5-15(％)，NaCl含量0.1-0.2(g·L-1)，MgSO4·7H2O含量為0.0

4、7-0.1(g·L-1)含量以及發(fā)酵時間72-108h。采用中心因子組合試驗結(jié)果得出上述八個因素中顯著因素為酵母粉，接種量，MgSO4·7H2O。采用最陡爬坡試驗分析得出上述3個顯著因素取值應(yīng)該為酵母粉8.6-9.4(g·L-1)，接種量3.75-4.25(％)，MgSO4·7H2O0.4-0.5(g·L-1)，最后一步最優(yōu)值確定得出最終結(jié)果，酵母粉9.24g/L，接種量39.8mL/L，MgSO4·7H2O0.45 g/L。
　

5、　(3)采用上述優(yōu)化的培養(yǎng)基及發(fā)酵條件進行發(fā)酵罐發(fā)酵，研究含有外切菊粉酶基因釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae6525-C3在發(fā)酵罐中發(fā)酵酒精能力，并且對發(fā)酵罐條件進行下一步優(yōu)化，希望能夠提高粗菊芋菊粉底物含糖量。發(fā)酵罐驗證試驗中可知影響酒精得率阻礙因素主要為粗菊粉舍糖量較低，所以當務(wù)之急是提高含糖量，在5L發(fā)酵罐試驗中可知含糖量為12％,酒精得率為5％，50L發(fā)酵罐中酒精得率也沒有得到明顯提升。采用固體發(fā)酵試驗方