木糖發(fā)酵菌株的篩選及其特性研究.pdf

1、全球經(jīng)濟的高速發(fā)展導致以石油為代表的不可再生的各類礦物質(zhì)資源日益短缺，尋找可再生性能源成為必然的趨勢。燃料酒精是公認的最有發(fā)展前景的可再生清潔能源之一。以木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)生產(chǎn)燃料酒精不僅能夠降低燃料酒精生產(chǎn)的原料成本，同時在廢物處理、環(huán)境保護等方面起到一定的作用。木糖是木質(zhì)纖維素水解物中含量僅次于葡萄糖的一種單糖。木糖的有效利用是木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)酒精的關鍵環(huán)節(jié)之一。因此，高糖利用率和高耐抑制物能力的木糖發(fā)酵菌種的選育一直是該領域

2、的熱門課題。
　　本論文以微生物學的理論為基礎，根據(jù)木糖發(fā)酵菌的生活環(huán)境特點，從自然環(huán)境中分離篩選出一株發(fā)酵木糖產(chǎn)酒精的菌株，應用菌株的生理生化特性和分子生物學手段對該菌株進行了鑒定，并根據(jù)其發(fā)酵特性對該菌株進行木糖發(fā)酵馴化，以增加其木糖發(fā)酵產(chǎn)酒精的能力。同時對其發(fā)酵木糖生產(chǎn)酒精的工藝進行了參數(shù)優(yōu)化，為該菌株在纖維素燃料酒精生產(chǎn)工藝中的應用奠定了一定基礎。其主要研究內(nèi)容如下：
　　采用以木糖為唯一碳源的YEPD平板分離法，從

3、富含豐富的腐爛纖維素的土壤中篩選出70株木糖發(fā)酵菌株，分別在靜止、好氧和厭氧條件下進行木糖發(fā)酵實驗，以酒精產(chǎn)量為指標，根據(jù)檢測結(jié)果，最終篩選出一株木糖發(fā)酵菌株，命名為FL20-2。該菌株可以同時實現(xiàn)木糖和葡萄糖的發(fā)酵產(chǎn)酒精，在厭氧條件下，發(fā)酵木糖的最大酒精產(chǎn)量為6.12g酒精/100g木糖，是其理論產(chǎn)量的13.3％。對該株菌進行形態(tài)學和生理生化學的鑒定，根據(jù)實驗結(jié)果，參照《酵母菌的特征與鑒定手冊》，此菌為假絲酵母屬；同時FL20-2的2

4、6SrDNA鑒定結(jié)果表明，該菌株與假絲酵母屬中的熱帶假絲酵母（Candidatropicalis）的同源性高達99%。為穩(wěn)定FL20-2發(fā)酵木糖產(chǎn)酒精的能力，將其接入酵母木糖馴化培養(yǎng)基馴化培養(yǎng)數(shù)代，并逐步提高培養(yǎng)基中的初始木糖含量（2%～7%），進行底物定向刺激，使其木糖利用率提高34%；酒精產(chǎn)率提高8.6%。在確定最優(yōu)發(fā)酵培養(yǎng)基組份（木糖50g/L，酵母粉0.5g/L，KH2PO42.5g/L，MgSO4·7H2O0.4g/L）的基礎

5、上，進行菌株發(fā)酵參數(shù)的優(yōu)化。FL20-2在以木糖為唯一碳源時，pH5.5，溫度35℃，接種量為10%的厭氧條件下培養(yǎng)96h，酒精產(chǎn)量最高，其利用木糖生成酒精理論產(chǎn)量的32.4%，此時伴有一定產(chǎn)量的木糖醇生成，其含量達到31.05g/L；而在以木糖和葡萄糖的混合糖為碳源時，相同發(fā)酵條件下，木糖和葡萄糖轉(zhuǎn)化的酒精產(chǎn)量分別為其理論產(chǎn)量的37.7%和79.2%，同時伴有30.2g/L的木糖醇產(chǎn)生。
　　本論文使用在自然條件下篩選出來的野生