重组酵母发酵半纤维素水解液生产酒精的研究

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1、第24卷第2期高校化学工程学报No.2Vol.242010年4月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesApr.2010文章编号：1003-9015(2010)02-0247-05重组酵母发酵半纤维素水解液生产酒精的研究赵晶,夏黎明(浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州310027)摘要：玉米秸秆中的半纤维素主要由五碳糖组成，普通的酿酒酵母不能发酵五碳糖。今利用基因重组酵母SacchromycescerevisiaeZU-10发酵玉米秸秆半纤维素水解液生产酒精，针对半纤维素水解液中的主要发酵抑制物，研2究了硫酸根

2、离子、乙酸、糠醛对重组酵母生长的影响，发现S.cerevisiaeZU-10细胞对SO4，乙酸和糠醛的耐受浓度111分别为5gL、0.25gL和0.08gL。对玉米秸秆半纤维素的水解工艺进行了比较研究，结果表明，玉米秸秆采用1%H2SO4(固液比1：10)，在95℃水解12h，其中的半纤维素水解率达到93%，发酵抑制物相对较少。半纤维素水解液经石灰中和、真空浓缩及离子交换处理后，可用于酒精发酵。半纤维素水解液的糖浓度与浓缩倍数及发酵抑制物浓11度成正相关，对于重组酵母S.cerevisiaeZU-10，半纤维素水解液的适宜糖浓度为80gL。在此浓度下，接种量1

3、.2gL1(细胞干重计)、30℃、厌氧发酵96h，酒精浓度为31.05gL，水解液中的木糖利用率达到95.85%。该研究结果对于促进半纤维素资源的转化利用，加速秸秆酒精的产业化进程具有重要意义。关键词：酒精发酵；木糖；半纤维素；基因重组酵母；玉米秸秆中图分类号：TQ92；TQ223.122；TK6；Q815；Q939.97文献标识码：AEthanolProductionfromHemicellulosicHydrolysatebyaRecombinantYeastZHAOJing,XIALi-ming(DepartmentofChemicalandBiologicalEn

4、gineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Hemicelluloseincornstovercontainsmostlypentose(primarilyxylose),whichcannotbeutilizedbytheyeastSacchromycescerevisiae.TheethanolproductionbyfermentationofcornstoverhemicellulosichydrolysatewitharecombinantyeastSacchromycescerevisiaeZ

5、U-10wasinvestigated.Theeffectsofthreemajorfermentationinhibitorsinhemicellulosichydrolysate,suchassulfateion,aceticacidandfurfural,onthegrowthofyeastcellswereexamined;anditwasfoundthat,fortheabovethreeinhibitors,theendurable111concentrationlimitsoftheyeastSacchromycescerevisiaeZU-10cellar

6、e4gL,0.25gLand0.08gL,respectively.Withdifferentoperationconditions,thehydrolysisprocessesofthehemicelluloseofcornstoverwerecarriedout,andtheresultsshowthat,using1%sulphuricacid(solid-liquidratioof1:10),95℃and12h,thehydrolysisyieldofhemicellulosecanreach93%withrelativelylowconcentrationofi

7、nhibitors.Thehemicellulosichydrolysateisavailableforethanolproductionaftertreatingwithlime-neutralization,rotor-evaporationandion-exchange.Thesugarconcentrationofthehemicellulosichydrolysatecorrelateswiththeconcentrateddegreeofthehydrolysateandthec