论文部分内容阅读
纤维素是最具有潜力的化石燃料替代品之一,可通过降解生成还原糖,进而用于发酵生产生物燃料或其它化学试剂。木质纤维素,如玉米芯和甘蔗渣由于具有造价低廉、资源丰富、可再生等优点,在近几年得到了广泛的研究和工业应用。然而传统的产醇菌株酿酒酵母,特别是酿酒酵母工业菌株,并不能直接利用木质纤维素进行发酵生产乙醇。通过构建表达纤维素酶基因的酿酒酵母工业菌株进行纤维素乙醇的生产是当前的研究热点之一。本研究通过δ-整合得到分别表达两种来源的内切葡聚糖酶基因酿酒酵母工业菌株A129、T1、T2、T3和T4,可快速降解CMC。与出发菌株相比重组菌株的乙醇产量得到了提升。利用预处理的玉米芯发酵,添加10 FPU/g IJT纤维素酶和5 U/g NS50010条件下,A129在144 h的乙醇产量达到3.60 g/100 g,得率为85.7%,而出发菌株Angleα得率为81.7%。在添加20 FPU/g IJT纤维素酶和10 U/g NS50010条件下利用预处理的甘蔗渣发酵的乙醇得率为77.1%,出发菌株Angleα得率为71.7%。综上,构建的重组菌株表达了内切葡聚糖酶具有良好的降粘效果,可助于生物乙醇生产工艺的进一步发展。通过整合内切葡聚糖酶和β-葡聚糖酶基因至酿酒酵母工业菌株的染色体上,最终得到阳性转化子Angle BE1,Angle BE2,Angle BE3和Angle BE4,在YPD液体培养基中培养48 h时,β-葡聚糖苷酶的活性分别可达到0.46 U/ml,0.33 U/ml,0.66 U/ml和0.64 U/ml;培养120 h时,内切葡聚糖酶的活性均可达到24 U/ml。Angle BE3利用酸碱预处理木质纤维素发酵生产乙醇的能力最强,利用预处理甘蔗渣发酵时,添加20 FPU/g纤维素酶产生乙醇3.52g/100g;添加10 FPU/g IJT纤维素酶时,Angle BE3生成乙醇3.42 g/100g。当利用酸碱预处理的玉米芯发酵时,添加10 FPU/g纤维素酶时产生乙醇3.57g/100g;添加5 FPU/g IJT纤维素酶时生成乙醇分别是2.86 g/100g。重组菌株生产纤维素乙醇的能力得到提升,降低了生物乙醇工业生产中商业纤维素酶成本。