休哈塔假丝酵母发酵木糖产乙醇的研究

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1、休哈塔假丝酵母发酵木糖产乙醇的研究第22卷第4期安徽工程科技学院2007年12月JournalofAnhuiUniversityofTechnologyandScienceVo1.22.No.4Dec..2007文章编号:1672—2477(2007)04--0025—04休哈塔假丝酵母发酵木糖产乙醇的研究周逢云,汤斌,张庆庆,陈阿娜,翟光雯,陈中碧(安徽工程科技学院生物化学工程系.安徽芜湖241000)摘要:对休哈塔假丝酵母初始菌株经过驯化筛选出一株Tz一8高产酒精菌株,研究了木糖初始浓度,温度,转速以及pH值对Tz一8菌株发酵产乙醇的影响.实验结果表明,最适发酵条件是

2、木糖初始浓度为40g/L,温度为3O℃,转速9O一110r/min.初始pH4.5～5.0,乙醇产量为11.02g/L.木糖利用率达到86.9.关键词:休哈塔假丝酵母;木糖;发酵;乙醇中图分类号:Q815文献标识码:A燃料乙醇作为替代能源之～,与普通汽油相比,具有燃烧更完全,CO排放量较低,燃烧性能与汽油相似等优良特性,被公认为21世纪"绿色能源".传统酒精是利用淀粉质原料发酵得到,而利用生物质为原料生产燃料乙醇,具有原料来源丰富,价格低廉等优点,是生产乙醇的理想选择.不仅可以解决人类所面临的能源危机,废弃物对环境的污染以及可以缓解利用淀粉转化酒精所造成的粮食危机,具有巨

3、大的经济效益和社会效益l_j].在植物纤维素中,纤维素,半纤维素,木质素的含量比为4:3:3,天然半纤维素如木聚糖水解产物的85～90是术糖.因而木糖发酵产乙醇是生物转化木质纤维素得以实现的关键环节之一[4j.自从1980年.Wang等人[5提出木糖可被一些微生物发酵产乙醇以来,目前已发现能利用木糖的菌种有两百多种,但能发酵木糖产乙醇的菌种就几十种,而被认为最具有工业价值的菌种为休哈塔假丝酵母(Candidashe—hatae),嗜鞣管囊酵母(Pachysolentannophilus),树干毕赤酵母(Pichiastipitis)[6].本文选取木糖为碳源,初步研究休哈

4、塔假丝酵母的生长及其发酵性能,为实现生物转化木质纤维素生产燃料乙醇奠定基础.1材料与方法1.1菌种休哈塔假丝酵母1766(Candidashehatae):中国工业微生物菌种保藏中心提供.1.2培养基木糖固体培养基:木糖20g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸出汁3g/L,琼脂20g/L.木糖固体驯化培养基:木糖20g/L,酵母浸出汁3g/L,(NH)SO10g/L,琼脂20g/L.木糖液体培养基:木糖20g/L,蛋白胨5g/L,酵母浸出汁3g/L.木糖发酵培养基:木糖40g/L,酵母浸出汁3g/L,(NH)SO10g/L,KHPO2g/L,MgSO1g/L.1.3实验方法(1

5、)休哈塔假丝酵母菌株的驯化分离.将休哈塔假丝酵母在木糖为唯一碳源的驯化培养基上连续传代培养后,无菌操作下挑取休哈塔假丝酵母,梯度稀释至10～,10_.,10后涂布到木糖固体培养基上,观察酵母生长状况,选取生长较快,菌落饱满的单菌落进行分离纯化,将纯化后的菌株转接到木糖固体培养基斜面上,30.C培养3d后置冰箱保存.将所筛选出的菌株接种发酵,根据产乙醇能力选育出产乙醇能力强的菌株.(2)木糖初始浓度对休哈塔假丝酵母发酵的影响.将筛选出的菌株分别接种到木糖质量体积比为2,3,4,5,6的发酵培养基中,接种量为10,在30℃,摇床转速为90r/min下发酵48h,测定收稿日期:

6、2007—08—03基金项目:安徽省高校自然科学基金重点资助项目(kj2007a018)作者简介:周逢云(1982一),男,安徽芜湖人,硕士研究生;汤斌(1956一),男,安徽桐城人,教授,硕导.?26?安徽工程科技学院2007年乙醇浓度,残糖含量,pH值及菌体OD值.(3)温度对休哈塔假丝酵母发酵木糖的影响.将筛选出的菌株接种到木糖发酵培养基中,接种量为10,温度分别在22℃,26℃,30℃,34℃,38℃,摇床转速为90r/min下发酵48h,测定乙醇浓度,残糖含量,pH值及菌体OD值.(4)摇床转速对休哈塔假丝酵母发酵木糖的影响.将筛选出的菌株接种到木糖发酵培养基中

7、,接种量为10,250mL的三角烧瓶中发酵液为50mL,在30℃,摇床转速分别为5Or/min,70r/min,90r/min,110r/min,130r/min下发酵48h,测定乙醇浓度,残糖含量,pH值及菌体OD值.(5)初始pH值对休哈塔假丝酵母发酵木糖的影响.将筛选出的菌株接种到木糖发酵培养基中,调pH分别至3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,接种量为10,在30℃,摇床转速90r/min下发酵48h,测定乙醇浓度,残糖含量及菌体OD值.1.4分析方法(1)发酵液中乙醇含量的测定:重铬酸钾法[7].(2)发