木糖發(fā)酵菌株的篩選及其特性研究.pdf

1、全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展導(dǎo)致以石油為代表的不可再生的各類(lèi)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(shì)。燃料酒精是公認(rèn)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(lèi)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(shí)在廢物處理、環(huán)境保護(hù)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?jī)H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(guān)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(lǐng)域

2、的熱門(mén)課題。
　　本論文以微生物學(xué)的理論為基礎(chǔ)，根據(jù)木糖發(fā)酵菌的生活環(huán)境特點(diǎn)，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(yīng)用菌株的生理生化特性和分子生物學(xué)手段對(duì)該菌株進(jìn)行了鑒定，并根據(jù)其發(fā)酵特性對(duì)該菌株進(jìn)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(shí)對(duì)其發(fā)酵木糖生產(chǎn)酒精的工藝進(jìn)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(yīng)用奠定了一定基礎(chǔ)。其主要研究?jī)?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(jìn)行木糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，以酒精產(chǎn)量為指標(biāo)，根據(jù)檢測(cè)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(shí)實(shí)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(duì)該株菌進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生理生化學(xué)的鑒定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，參照《酵母菌的特征與鑒定手冊(cè)》，此菌為假絲酵母屬；同時(shí)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(dá)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(jìn)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(chǔ)

5、上，進(jìn)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(shí)，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(shí)伴有一定產(chǎn)量的木糖醇生成，其含量達(dá)到31.05g/L；而在以木糖和葡萄糖的混合糖為碳源時(shí)，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(shí)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(lái)的野生