论文部分内容阅读
由于世界能源危机日益严重以及环境污染问题的日益加剧,发展可再生的清洁能源成为了解决这两个问题的最有效的方法之一。木糖是木质纤维素水解物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖,木糖的高效生物转化对工业化生产生物质乙醇具有重要的意义。本论文的研究内容是筛选出高效发酵木糖生产乙醇的酵母,并以玉米秸秆为原料进行预处理方法的优化,利用酵母进行乙醇发酵,主要结果如下:从63个包括朽木、树叶和其他富含木质纤维素的土样样品筛选出13株可以发酵木糖生产乙醇的野生酵母菌株。在25℃条件下能够发酵木糖生产乙醇的菌株有9株,其中4,5,14-1号菌株在发酵72h的乙醇产量能够达到4.0～8.6 g/L;在37℃条件下能发酵木糖生产乙醇的菌株有一株菌株,为54号菌株。运用26SrDNA基因序列鉴定方法,并通过与描述的典型的Pichia stipitis菌株的糖类同化结果进行对照,其中4号和5号菌株与典型Pichia stipitis菌株的最大同源性分别为100%和99%。4号菌株发酵48h后乙醇浓度能够达到21.0 g/L。利用氧化钙预处理法、碱性过氧化氢预处理法和稀硫酸预处理法对玉米秸秆进行预处理和酶水解,其中稀硫酸预处理的还原糖转化率优于其他两种方法,为808.234 mg/g(g还原糖/g玉米秸秆)。经过响应面试验分析得到稀硫酸预处理玉米秸秆的最佳工艺为稀硫酸浓度为1.5%,酶解时间为70.7 h,纤维素酶和半纤维素酶加入量为110.3 mg/g,预处理时间为60 min,酶解温度45℃,pH4.5。通过对三种玉米秸秆预处理方法酶解液的发酵试验进行比较可以得出:氧化钙预处理方法的还原糖利用率较高,其次为碱性过氧化氢预处理方法得到的酶解液,还原糖利用率最低的是用稀硫酸预处理的酶解液。从发酵试验中可以看出乙醇产量和酵母浓度与还原糖利用率有一定的正相关性。利用氧化钙预处理酶解液的浓缩液和碱性过氧化氢预处理酶解液的浓缩液发酵,乙醇产量较高,最大的乙醇产量分别是13.3 g/L和12.0 g/L;而且达到最大乙醇产率的时间较早,为48 h。