木質(zhì)纖維轉化乙醇優(yōu)勢菌的篩選和優(yōu)化.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。燃料乙醇是公認的最有發(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)燃料乙醇不僅能夠降低燃料乙醇生產(chǎn)成本,同時對廢物處理、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)纖維素生物轉化生產(chǎn)乙醇的關鍵環(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的熱門

2、課題。
　　 本論文以微生物學的理論為基礎,根據(jù)木糖發(fā)酵菌的特點,從自然環(huán)境中分離篩選出一株高效發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇的菌株,根據(jù)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。同時對其發(fā)酵木糖生產(chǎn)乙醇的工藝進行了參數(shù)優(yōu)化,為該菌株在纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的應用奠定了一定基礎。其主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇細菌的分離、篩選及鑒定
　　 采用以木糖為唯一碳源的木糖篩選平板分離法,從富含腐爛纖維素的土壤中篩

3、選出22株木糖發(fā)酵菌株。在以木糖為唯一碳源的發(fā)酵培養(yǎng)基上進行木糖發(fā)酵實驗,以乙醇產(chǎn)量為指標,根據(jù)檢測結果,最終篩選出一株高效木糖發(fā)酵菌株,命名為菌株18。對該株菌進行形態(tài)學和生理生化學的鑒定,并結合其16s rDNA序列鑒定結果表明,該菌株與蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)的16s rDNA的序列同源性高達100％,確定其為蠟狀芽孢桿菌。
　　 2.發(fā)酵木糖產(chǎn)乙醇細菌的理化性質(zhì)研究
　　 對菌種18的耐受性

4、研究表明,菌株18適應的pH值范圍比較寬,在pH值為4.5～10.0的培養(yǎng)基都能生長,其中在pH值為6.0～8.5的范圍內(nèi)生長比較良好；其適應的NaCl濃度范圍也比較寬,在NaCl濃度為5～40g/L范圍內(nèi)的培養(yǎng)基上都能生長,在NaCl濃度為15g/L時生長最好。其氧化酶、過氧化氫酶和硝酸鹽還原實驗均成陽性。
　　 3.發(fā)酵條件的優(yōu)化
　　 該菌株可以分別利用木糖和葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇,在厭氧條件下,發(fā)酵木糖的最大乙醇產(chǎn)量為

5、6.36954g乙醇/90g木糖,是其理論產(chǎn)量的20.11％；發(fā)酵葡萄糖的最大乙醇產(chǎn)量為7.14627 g乙醇/90g葡萄糖,是其理論產(chǎn)量的21.19％。這一特點對于木質(zhì)纖維素水解產(chǎn)物中葡萄糖和木糖的發(fā)酵具有理論意義,同時對于木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇的應用具有一定價值。在木糖發(fā)酵培養(yǎng)基的基礎上,進行菌株發(fā)酵參數(shù)的優(yōu)化。菌株18在以木糖為唯一碳源時,溫度32℃,木糖30g/L的厭氧條件下培養(yǎng)72h,乙醇產(chǎn)率最高,達到其發(fā)酵木糖生成乙醇理論產(chǎn)