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随着不可再生的石油贮量的减少以及油价的不断上涨,利用植物纤维原料生产燃料乙醇越来越受到人们的关注。植物纤维原料的水解液中木糖占还原糖的将近1/3,有效利用木糖发酵将使植物纤维原料生产酒精经济可行性显著提高。一些酵母菌能够发酵木糖,但酒精产量低。为了提高木糖发酵能力,本文以树干毕赤酵母为出发菌株对其进行原生质体紫外诱变得到一优良菌株M-1,并对其进行了发酵条件的优化研究。 本论文研究了菌龄、酶浓度、酶解温度、酶解时间、稳渗剂对树干毕赤酵母原生质体形成率和再生率的影响,采用酶浓度、酶解温度、酶解时间进行三因素三水平的正交试验,确定原生质体形成和再生的适宜条件是:菌龄为5h,酶浓度为1.5%,酶解时间为1.5h,酶解温度为28℃,稳渗剂为0.8mol/L山梨醇,在此条件下,原生质体形成率为84%,再生率为4.5%。 研究了树干毕赤酵母原生质体致死率和紫外线照射剂量的关系,当紫外灯功率为20W,照射距离30cm,照射时间为120秒时,原生质体的致死率为72%,选择该剂量为树干毕赤酵母原生质体紫外线诱变的适宜剂量。 紫外线诱变树干毕赤酵母原生质体经再生后,通过筛选得到一株产酒精浓度较高的菌株M-1,经过48h发酵,酒精浓度可达6.67g/L,残还原糖为0.45g/L,而出发菌株酒精浓度为4.47g/L,残还原糖为0.61g/L,诱变后的菌株较出发菌株酒精浓度提高了49%。M-1菌株的遗传性状稳定,连续传代20次后,M-1菌株发酵性能与初代菌株相比无明显变化。 对M-1菌株的生长和发酵特性进行了研究,包括M-1菌株生长和发酵的适宜温度、pH和发酵的适宜摇床转速;研究了温度、pH、接种量和摇床转速对生长曲线和发酵曲线的影响。结果表明,M-1菌株的适宜生长温度为28℃、生长的适宜pH为5.0,适宜发酵温度为28℃,发酵的适宜pH为5.0,发酵的适宜摇床转速为90转/分。 采用摇床转速、发酵温度、pH、接种量进行四因素三水平的正交试验对发酵条件进行优化。结果表明,M-1菌株发酵木糖的最佳条件是:摇床转速90转/分,温度为28℃,pH值为5.5、接种量为2×10~8个/ml,在此条件下发酵48h酒精浓度达到7.52g/L,较出发菌株提高了68%。