联合生物加工木质纤维素生产生物乙醇的研究进展

木质纤维素乙醇的联合生物加工过程(consolidated bioprocessing,CBP)是将纤维素酶和半纤维素酶的生产、纤维素水解和乙醇发酵过程组合或部分组合,这过程通过一种微生物完成,工艺简单,操作方便,有利于降低生物转化过程的成本。本文主要介绍了在生产生物乙醇的过程中,使用能产纤维素酶且能发酵产乙醇的双功能单一菌株,尤其是真菌和一些嗜热微生物利用木质纤维素直接生产生物乙醇,或者通过基因工程将异源纤维素酶系统导入到一些生长较快、研究较为成熟的真菌表达系统或细菌表达系统中表达,最常研究的就是酿酒酵母和大肠杆菌。研究纤维素酶和半纤维素酶在酿酒酵母中表达的进展及利用酿酒酵母和大肠杆菌联合加工纤维素乙醇的策略。     

尖孢镰刀菌诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇

以尖孢镰刀菌为研究对象,探究其诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇的影响。选取不同诱导底物、产酶培养基以及发酵时间,通过测定发酵液中羧甲基纤维素酶活性和木聚糖酶活性,确定最佳诱导产酶条件。最佳诱导产酶培养基:底物30 g/L,羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 5 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸二氢钾1 g/L,硫酸镁0. 2 g/L,硫酸铵3 g/L,pH值6. 0。最佳诱导产酶的底物为小麦秸秆,发酵4 d羧甲基纤维素酶活性达到12. 40 U/mL,木聚糖酶活性达到930. 9 U/mL。尖孢镰刀菌诱导所产纤维素酶具有较好的pH值稳定性和温度稳定性,在一定程度上能弥补真菌纤维素酶耐碱性差和细菌纤维素酶活性低的不足。将其作为乙醇发酵菌种进行木质纤维素同步糖化发酵,在3%葡聚糖负荷下,96 h生成乙醇12. 23 g/L,乙醇得率为71. 81%。将其与酿酒酵母混菌同步糖化发酵,48 h添加木糖利用率最高,96 h生成乙醇19. 11 g/L,乙醇得率82. 11%。