高效纖維素降解菌的選育與利用秸稈生產(chǎn)酒精的初步研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益突出，世界能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷由化石能源為主向可再生能源為主的變革。而生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化體系是引領(lǐng)第三次世界能源革命的技術(shù)平臺。在此背景下，燃料乙醇已被視為替代和節(jié)約汽油的最佳燃料，尤其是纖維素乙醇已被當(dāng)作最佳液體燃料并具有生態(tài)效益而成為工業(yè)生物技術(shù)的研究熱點。
　　 本課題以獲得高效的纖維素降解菌為出發(fā)點，從腐爛的秸稈、樹葉和污染的食用菌袋等樣品中，在以濾紙為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基中篩選出68株生長快、有

2、潰爛斑的菌株，再經(jīng)剛果紅篩選平板進(jìn)一步鑒別，獲得水解圈較大的菌株32株。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)以濾紙為唯一碳源的液體培養(yǎng)基觀察濾紙的崩潰情況和以秸稈為唯一碳源的液體發(fā)酵培養(yǎng)基中測定秸稈失重率和產(chǎn)酶的情況，最終篩選出了能夠高效降解纖維素的4株好氧菌F-1、F-7、J-1、J-7，其中F-1和F-7為細(xì)菌，J-1和J-7為真菌。
　　 以細(xì)菌F-7和真菌J-7為出發(fā)菌株進(jìn)行了纖維素降解菌液體發(fā)酵單因子優(yōu)化實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌F-7在液體發(fā)酵培養(yǎng)基

3、中最適條件為：pH5.0，培養(yǎng)溫度36℃，轉(zhuǎn)速150r/min，接種量為15％，添加1%的酵母粉，以硫酸銨為氮源，這時CMC酶活達(dá)到最高值30.28U，比條件優(yōu)化前提高了10.7%。真菌J-7在液體發(fā)酵培養(yǎng)基中最適條件為：pH5.0，培養(yǎng)溫度為36℃，轉(zhuǎn)速150r/min，接種量為10%，添加1%的酵母粉，以硫酸銨為氮源，CMC酶活達(dá)到最高值70.3U，比條件優(yōu)化前提高了25.3%。對J-7最有效的分段變溫處理是在45℃培養(yǎng)36 h然后

4、在28℃產(chǎn)酶，酶活最高達(dá)到了74.7U，比在28℃不變溫的情況下提高了5.8%。
　　 本論文對利用秸稈進(jìn)行乙醇發(fā)酵的條件進(jìn)行了初步的研究，確定了最佳的J-7纖維素降解時間為72h，再以15%的接種量接種酵母進(jìn)行厭氧發(fā)酵24h，得到的發(fā)酵液中乙醇濃度達(dá)到最高為12.92mg/ml。并且通過分批加液的方法有效地提高秸稈纖維素的降解效率，增加乙醇的產(chǎn)率。在乙醇發(fā)酵體系中，最初加入50%的培養(yǎng)液，而后在24h和36h分別補加25%的培