论文部分内容阅读
本实验以耐高温马克斯克鲁维酵母HY32为出发菌株进行紫外诱变,通过初筛,复筛以及发酵筛选,以期获得高产乙醇的突变株,但由于筛选方法的原因,没有筛选到比出发菌株HY32产酒精高的突变株。理论上TTC显色红色越深,酒精度越高,而本实验中筛选到多株TTC显色比出发菌株HY32深的突变株,但经过发酵实验检验,显色深的突变株产酒精能力并不如出发菌株HY32,说明对于马克斯克鲁维酵母HY32,TTC显色深浅与酒精产量不呈正相关。马克斯克鲁维酵母HY32在高温条件下与酿酒酵母相比具有明显优势。实验表明,在37℃条件下,酿酒酵母TRADY发酵产酒精度为7.463%(v/v),而马克斯克鲁维酵母HY32产酒精度为5.979%(v/v),为酿酒酵母产酒精能力的80.1%。然而,将发酵温度进一步提高至40℃和42℃时,酿酒酵母TRADY产酒精度分别下降至3.689%(v/v)和3.468%(v/v);而此时马克斯克鲁维酵母HY32产酒精度高达6.434%(v/v)和5.867%(v/v),为酿酒酵母TRADY产酒精能力的1.74和1.69倍。可见马克斯克鲁维酵母HY32在高温下产酒精能力明显高于酿酒酵母TRADY,为后续马克斯克鲁维酵母HY32高温发酵奠定了基础。马克斯克鲁维酵母HY32高温发酵产酒精能力高于其他几株马克斯克鲁维酵母。将马克斯克鲁维酵母HY32与另外两株马克斯克鲁维酵母标准菌株(32920;2.1549)在37℃温度条件下做发酵产酒精比较,结果表明马克斯克鲁维酵母HY32产酒精度为5.626%(v/v),而马克斯克鲁维酵母32920产酒精度为3.247%(v/v),马克斯克鲁维酵母2.1549产酒精度为5.019%(v/v),产酒精能力仅为HY32的57.7%和89.2%。鉴于马克斯克鲁维酵母HY32上述优良发酵性能,将其应用于木薯酒精发酵,并对其发酵工艺进行优化。结果发现马克斯克鲁维酵母HY32以木薯为原料进行酒精发酵的最适条件为:料水比为1:5,发酵时间为96 h,接种量为11%,发酵温度为40℃,液化时间为1 h,液化温度为95℃,液化酶添加量为20 U/g淀粉,糖化酶添加量为150 U/g淀粉,硫酸铵添加量为6 g/L,初始pH值为5.0。在最适发酵条件下,酒精度达到8.903%(v/v)。以马克斯克鲁维酵母HY32作为发酵菌株发酵蒸汽爆破玉米秸秆糖化液,实验研究了发酵温度,固形物含量,纤维素酶添加量,发酵时间,酶解时间与发酵时间,稀释度对酒精产量的影响,得到最佳发酵条件及酒精度为:发酵温度45℃,酒精度为2.884%(v/v);固形物含量30%,酒精度为4.290%(v/v);纤维素酶添加量30 iu/g绝干物料,酒精度为3.688%(v/v);发酵时间48 h,酒精度为3.722%(v/v);纤维素酶和酵母同时接入(即同步糖化发酵),酒精度为3.946%(v/v);稀释度70%,酒精度为4.009%(v/v)。由于蒸汽爆破玉米秸秆酶解液中所含有的乙酸、糠醛等化合物可严重影响酒精发酵过程,因此本实验还将马克斯克鲁维酵母HY32与耐毒酵母东方伊萨酵母Z1做发酵性能比较,马克斯克鲁维酵母HY32在45℃条件下发酵,东方伊萨酵母Z1在40℃条件下发酵,两菌混合(1:1)在45℃条件下发酵,发酵120h后,马克斯克鲁维酵母HY32的最终酒精产量最高,其次为两菌混合发酵,东方伊萨酵母Z1最低,酒精度分别为3.569%(v/v),3.497%(v/v),3.235%(v/v)。实验结果表明马克斯克鲁维酵母HY32产酒精能力略高于东方伊萨酵母Z1。为了进一步提高酒精产量,本研究将玉米秸秆酶解液通过浓缩的方法将还原糖含量提高至149.125g/L。发酵96h后,原液和浓缩液所产生的酒精度分别为3.711%(v/v)和5.954%(v/v),这表明使用玉米秸秆酶解液浓缩的方法有助于马克斯克鲁维酵母HY32酒精度的提高,且乙醇产量可观。