混菌戊糖己糖发酵产乙醇的研究

比较研究休哈塔假丝酵母单菌发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母两步发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母同步发酵3种发酵模式下对混合糖(葡萄糖和木糖)的利用情况,结果显示2种酵母同步发酵能够有效解除葡萄糖的抑制,加快木糖利用速率。采用Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和中心组合设计,对2种酵母混菌利用戊糖己糖发酵生产乙醇的培养基进行优化,得到最优培养基条件:硫酸铵9.09 g/L、磷酸二氢钾8.96 g/L、氯化钙0.34 g/L,在此条件下发酵得到乙醇产量为21.71 g/L,较优化前(19.85 g/L)提高了9.4%;混菌在优化后的培养基下进行发酵,酵母浊度OD由12.12增长到了21.87,木糖利用率由优化前的82%增长到优化后的93%。     

休哈塔假丝酵母对半纤维素戊糖和己糖的同步发酵

休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)的改良菌种R能同时将半纤维素中的戊糖和己糖发酵成乙醇。当酵母细胞浓度高于8g/L和木糖含量高于总糖的20％时,较易代谢的己糖对木糖所产生的抑制作用可被消除。在30℃～40℃和限制供氧的条件下,90％以上的单糖得到了利用,乙醇得率为0.43～0.48g/g消耗的糖。厌氧发酵导致木糖的不完全利用和木糖醇的积累,而供氧过量则导致酵母细胞增殖并降低乙醇得率。该菌种对半纤维素水解液(如亚硫酸盐制浆废液、玉米秆水解液和落叶松浸提液)中的发酵抑制物有较高的忍耐能力,有重要的工业应用前景。     

固定化休哈塔假丝酵母细胞发酵玉米秆水解液的研究

采用海藻酸钙凝胶将低浓度的休哈塔假丝酵母细胞包埋固定后，进一步通过增殖培养，使细胞密集在凝胶珠的表层，可以减小营养基质、氧气以发酵产物的传递阻力，有利用该菌的“半好气”酒精发酵。试验中发现，在凝胶中掺入适量氧化铝能明显增加固定化小珠的机械强度及使用寿命。固定化休哈塔假丝酵母细胞能够利用己糖和戊糖，８０ｇ／Ｌ的混合糖（己糖与戊糖１：１）经１２ｈ发酵，糖的利用率达９０．５％，而相同条件下游离细胞发酵需     

稀酸预处理玉米秸秆共发酵产乙醇抑制物的来源探究

针对己糖(葡萄糖)、戊糖(木糖)共发酵产纤维素乙醇抑制物控制的关键性瓶颈,分别以玉米秸秆及玉米秸秆中非木质素的4类组分纤维素、半纤维素、热水提取物和乙醇提取物为原料,并以0.75%稀硫酸和180℃预处理40 min得到5种稀酸预处理液。以60 g/L葡萄糖和30 g/L木糖为碳源,分别添加上述稀酸预处理液,比较了5种预处理液对休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)共发酵产乙醇的影响,并探究主要抑制物来源。结果表明:133 g/L全玉米秸秆稀酸预处理的降解物会完全抑制C.shehatae糖代谢和共发酵。在玉米秸秆稀酸预处理过程中,4类非木质素组分降解物均会导致乙醇得率下降,其中100 g/L纤维素降解物完全抑制木糖的发酵,半纤维素降解物同时抑制葡萄糖和木糖的发酵,甚至对酵母产生致死毒性,热水提取物和乙醇提取物降解物延滞糖利用和酵母生长。玉米秸秆共发酵产乙醇抑制物主要来自于纤维素和半纤维素在稀酸预处理中的降解反应,主要为甲酸、乙酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛,同时还存在着其他降解产物的毒性或协同毒性。     

速生杨二步超低酸水解液发酵制取燃料乙醇的研究

以速生杨二步超低酸水解方法获得的水解液为原料,在28℃、100 r/min等发酵条件下,选择热带假丝酵母(C.2.637)和酿酒酵母(S.2.699)分别对第一步和第二步水解液进行了发酵制取燃料乙醇的研究,并考查了Ca(OH)2中和、过中和、活性炭吸附等预处理方法及菌种预适应驯化对乙醇转化率的影响。结果表明:热带假丝酵母能够更好地利用第一步水解液生成菌体,适合生产单细胞蛋白;菌种驯化后发酵速度和乙醇转化率均有提高,尤其是以酿酒酵母发酵第二步水解液,乙醇转化率由14.45%增至39.37%;Ca(OH)2过中和的方法处理后的水解液,乙醇转化率有所增加;以五碳糖为主同时含有六碳糖的速生杨第一步水解液,假丝酵母发酵产乙醇的效果好于酿酒酵母。     

氧对亚硫酸盐制浆废液戊糖、己糖同步酒精发酵的影响

研究了氧对休哈塔假丝酵母Ｒ的戊糖酒精发酵的影响。休哈塔假丝酵母Ｒ的戊糖酒精发酵需在“限制性供氧”条件下进行,溶解氧浓度在０９～１１ｍｇ／Ｌ时,木糖利用率和酒精得率分别为８３８％～９３５％和８８４％～９１２％;在１５Ｌ发酵罐中发酵富含戊糖的亚硫酸盐制浆废液３２ｈ,糖利用率和酒精得率分别达９２５％和８５０％,酵母细胞吸氧速率为１２４～１．４８ｍｍｏｌ／Ｌ·ｈ,溶氧系数ＫＬａ值１４７５～１８００ｈ－１;当通风量为４ｍ３／ｈ时,在５ｍ３发酵罐中发酵还原物为２２９０ｇ／Ｌ的亚硫酸盐制浆废液２２ｈ,还原物降至５９ｇ／Ｌ,醪液酒精浓度达０７４％（ｖ／ｖ）,通风量过高或过低均导致酒精得率的下降。     

基因重组酵母发酵木糖产酒精的研究

以一株基因重组酵母为研究对象,探讨了厌氧条件下pH值、底物浓度、接种量、乙酸质量分数和葡萄糖添加量等关键因子对木糖发酵的影响。结果表明,重组酵母Saccharomyces cerevisiae ZU-10有较强的发酵木糖产乙醇的能力,在80g/L(相对木糖)、初始pH值5.5、接种量1.2g/L(细胞干质量,相对培养液)、30℃下发酵72h,发酵液中乙醇质量浓度达到28.9g/L。发酵液中的乙酸质量分数低于0.05%时对发酵木糖影响不大。添加适量的葡萄糖可促进木糖发酵,在30g/L木糖培养液中添加40g/L葡萄糖,36h内木糖利用率从79.0%增加到85.7%。     

固定化酵母戊糖己糖混合连续发酵制取酒精

实验采用以 15.0 g/L 木糖和 30.0 g/L 葡萄糖混合物,来模拟植物纤维原料水解液作为发酵底物,在工作体积约为 1.5 L 的两个串联的全混釜生物反应器中,控制发酵温度 35 ℃,通风量100～150 mL/min,进行了树干毕赤酵母二级连续发酵的研究;在此基础上,采用固定化和低pH值处理技术对连续发酵作了进一步研究.结果表明,当底物流加速度约为 60 mL/h 时,二级连续发酵液中酒精平均质量浓度为 13.79 g/L,还原糖利用率 83.09 %;当底物流加速度约为 45 mL/h 时,发酵液酒精质量浓度平均值为 15.41 g/L,还原糖利用率为 90.38 %;当采用固定化技术和低pH值处理技术后,该系统在连续发酵 35 d 的运行中从未发现"染菌"现象,发酵操作相当稳定.     

海藻酸铝固定化酵母生产酒精的研究

以树干毕赤酵母（Pichia stipitis)为发酵菌株，利用海藻酸铝凝胶代替海藻酸钙，可明显延长固定化酵母的使用寿命，海藻酸铝凝胶耐磷酸盐能力是海藻酸钙凝胶的3倍，海藻酸铝树干毕赤固定化增殖酵母细胞可同步发酵戊糖己糖，以混合糖质量浓度60g/L(50%葡萄糖，50%木糖）为发酵底物，成熟醪中酒精质量浓度由26.0g/L提高到27.3g/L，总糖利用率为93.7%。     

最新林业专利选萃

富含戊糖的亚硫酸盐制浆废液的酒精发酵方法申请号：92107774.2申请人；南京林业大学摘要：本发明为一种将亚硫酸盐造纸制浆废液用微生物进行发酵后制取酒糟的方法。其特征是以休哈塔假丝酵母（Candidashehatac）为发酵微生物，并且在发酵过程中对发酵罐连续供应少量空气。应用本发明所提供的方法，富含成糖的亚硫酸盐制浆废液经驯有过的休哈塔假丝酵母发酵后，糖（包括戊糖和巴糖）的利用率可达90％，酒精得率可达0．40克酒。／克精以上。用茶饼制备精炼助剂的方法申请号：91108064.3申请人：武汉大学摘要：本发明公开了一种用茶饼制备精…     

不同菌种对油橄榄叶发酵饲料的影响

以黑曲霉、白地霉、米曲霉、绿色木霉、产朊假丝酵母和热带假丝酵母为固态发酵菌种,考察单菌及混合菌种对油橄榄叶发酵饲料中纤维素酶活(β-葡萄糖苷酶活、羧甲基纤维素酶活及滤纸酶活),蛋白质及总单宁含量的影响。结果表明,单菌发酵效率最高的菌种为黑曲霉,发酵3天时纤维素酶活最高,β-葡萄糖苷酶活10.53 U/m L、羧甲基纤维素(CMC)酶活10.61 U/m L、滤纸(FPA)酶活4.02U/m L,发酵5天时蛋白质最高达14.61%,发酵7天总单宁降解率最高达84.14%;混菌发酵效率最高的为黑曲霉与产朊假丝酵母的组合,其最佳比例为1∶1(体积比),发酵时间5天,纤维素酶活最高,β-葡萄糖苷酶活12.45 U/m L、CMC酶活12.59 U/m L及FPA酶活5.51 U/m L,发酵7天时蛋白质最高可达18.63%,总单宁降解率最高为86.49%。     

树干毕赤酵母戊糖发酵影响因素的研究

研究了树干毕赤酵母(Pichia stipitis)CBS 5776以木糖为单一碳源发酵生成乙醇的影响因素.结果表明,树干毕赤酵母发酵体系的初始酵母质量浓度、pH值和通风条件对其发酵性能有很大影响,发酵的最佳初始酵母质量浓度为5～7 g/L,最佳pH值范围是4.7～5.5,250 mL摇瓶发酵的最佳持液量为75 mL,最佳摇床转速为150 r/min.在2L发酵罐中,通风量为0.075 L/min,即0.05L/(L·min)时,发酵时间为32 h,最高乙醇质量浓度18.29 g/L,乙醇得率83.2％;厌氧发酵的最高乙醇质量浓度19.09 g/L,乙醇得率86.5％.因此,最优通风量为0～0.075 L/min.pH值的提高和通风条件的改善可以使酵母对乙酸的耐受能力得到提高,在150 r/min的转速、pH值为5时,提高通风量后,酵母乙醇得率比厌氧时提高了166.6％.纯糖实验得到的结果用以玉米秸秆酸性爆破模拟水解液定向驯化的酵母在含有乙酸的模拟糖液中发酵得到验证.     

玉米芯水解液发酵生产木糖醇的研究

假丝酵母（Candida sp.)菌株经驯化后显著地提高了对水解液中发酵抑制物质的耐受力，从而增加了木糖利用率和木糖醇得率，玉米芯水解液经过石灰中和后，在30℃下采用台化后的假丝酵母菌株直接发酵生产木糖醇，对发酵条件进行了优化，优化结果为：接种量10%（体积比），种子龄17h，氮源组成：1.5g/L的酵母浸膏，2.5g/L的胰蛋白胨，250mL三角瓶装液120mL，初始pH值5.5。在此条件下，木糖的利用率达79.8%，木糖醇得率达62.4%^，该方法大大降低了预处理的成本，显示了良好的应用前景。     

生物质酸水解副产物对糖液酵母发酵制备燃料乙醇的影响

研究了生物质原料酸水解副产物甲酸、乙酸、糠醛等对耐高温酿酒酵母发酵性能的影响.结果表明:耐高温酿酒酵母可耐受甲酸、乙酸、糠醛的最大质量浓度分别为2.0、5.0、8.0g/L;生物量和甲酸质量浓度(0～3.0 g/L)几乎表现为线性关系,且随甲酸质量浓度增大而下降.3种抑制剂对耐高温酿酒酵母发酵生产燃料乙醇的抑制性由大到...     

木质纤维同步糖化共发酵产燃料乙醇过程优化

经蒸汽爆破预处理的杨木为原料进行同步糖化共发酵(SSCF)法产乙醇。使用里氏木霉Rut C-30产纤维素酶,滤纸酶活(FPA)与纤维素酶产酶速率最大值分别为6.283 IU/mL、0.035 IU/mg.h。同步糖化共发酵中,重组大肠杆菌(KO11)与酿酒酵母的混合发酵乙醇产量高于单菌种发酵。乙醇含量随残糖量的降低而逐渐升高。底物浓度为5%和10%时,乙醇含量最高值分别为8.97 g/L和13.98 g/L,乙醇得率分别为53.8%和41.9%。     

稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵

以水洗稀酸蒸汽爆破玉米秸秆(ASC)得到的预水解液为原料,分析了ASC预水解液中可发酵性糖、碳水化合物降解产物和主要木质素降解产物的含量,研究了ASC预水解液乙醇发酵性能、3种脱毒方法对预水解液进行脱毒及乙醇发酵性能。研究结果表明,ASC预水解液中可发酵糖类主要含有木糖(49.50 g/L)及少量葡萄糖(9.80 g/L),可用于发酵制备乙醇,但含有大量抑制物不利于乙醇发酵,发酵60 h时的糖利用率和乙醇得率分别仅有87.96%和74.63%。ASC预水解液经过乙酸乙酯萃取、酵母吸附和亚硫酸钠处理3种方式脱毒后乙醇发酵性能均得到较大改善:经乙酸乙酯萃取脱毒后发酵36 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.40%和90.71%;经酵母吸附脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为97.83%和81.98%;经亚硫酸钠处理脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.55%和84.74%。虽然乙酸乙酯萃取脱毒效果最佳,但从工业应用前景来看,酵母吸附和亚硫酸钠处理是最佳选择。     

阔叶材亚硫酸盐制浆废液的酒精发酵

利用１株休哈塔假丝酵母Ｒ（Ｃａｎｄｉｄａ ｓｈｅｈａｔａｅ Ｒ）在“限制性供氧“条件下对含固形物１５．０％－１６．０％、高浓度发酵抑制物和富含戊糖的亚硫酸盐制浆废液进行了洒精发酵研究。废液经石灰中的预处理以后，在３８±１℃、５００ｍＬ发酵罐、空气流量２．５Ｌ／Ｌ．ｈ、原糖３３．４４ｇ／Ｌ的条件下发酵糖利用率为９２．５％，洒精浓度过去．７０ｇ／Ｌ，得率为０．４１ｇ酒精／ｇ消耗的糖，是理论得率的８５．     

树干毕赤酵母在水解液中的驯化及木糖发酵

通过在玉米秸秆蒸汽爆破水解液中的驯化,树干毕赤酵母(Pichia stipitis能够在大量抑制物存在的情况下进行木糖发酵,且驯化后P.stipitis的木糖利用率为94.1％,乙醇得率为82.1％.在此基础上,对初始木糖质量浓度为30、45和60 g/L的水解液进行发酵,结果显示45 g/L初始木糖发酵的平均乙醇生成...     

利用基因组DNA诱变技术选育高抑制物耐受性工业酵母菌

通过化学诱变和基于基因组DNA诱变的遗传重组技术,对乙醇工业酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)的抑制物耐受性进行改造,获得了重组酿酒酵母HN-1-24,其抑制物耐受性能和发酵性能均得到了提高。重组菌株在含7 g/L乙酸和1 g/L糠醛的抑制物耐受性发酵培养基中,具有良好的糖转化率和乙醇产量,发酵100 g/L葡萄糖能够产生38 g/L乙醇。在纤维素水解液发酵培养中进行乙醇发酵,发现重组菌株的乙醇发酵效率明显快于原始菌株,发酵时间提前6 h,且发酵终点乙醇产量为37 g/L,比原始菌株HN-1提高了8.8%。     

稀硫酸-氢氧化钙联合预处理玉米秸秆制乙醇

以玉米秸秆为原料,研究稀硫酸-氢氧化钙联合预处理秸秆制备燃料乙醇的方法。玉米秸秆经稀硫酸预处理、固液分离后得到的预水解液(主要含有木糖)进行戊糖发酵;而残渣采用氢氧化钙进一步预处理后,经酶水解得到的葡萄糖进行己糖发酵,从而实现戊糖和己糖分开发酵产乙醇。研究结果表明,玉米秸秆稀硫酸预处理最佳条件为:硫酸用量1.00%(以绝干玉米秸秆计),反应温度130℃,反应时间70 min,此时木聚糖水解得率为80.45%;采用树干毕赤酵母对玉米秸秆稀硫酸预水解液原液、浓缩液Ⅰ(浓度为原液的2倍)和浓缩液Ⅱ(浓度为原液的3.5倍)进行戊糖发酵,乙醇得率分别为82.52%、85.13%和73.64%。氢氧化钙进一步预处理玉米秸秆稀硫酸预处理渣的最佳条件为:氢氧化钙用量0.125 g/g(以绝干玉米秸秆计),反应温度90℃,时间24 h,此时纤维素酶水解得率为84.92%;采用酿酒酵母对两步预处理残渣的酶水解液原液、浓缩液Ⅲ和浓缩液Ⅳ(浓度为原液的2倍和3倍)进行己糖发酵,乙醇得率分别为92.22%、91.89%和85.54%。