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本论文结合我国燃料乙醇发展趋势及甘肃马铃薯产业生产现状,进行马铃薯渣乙醇发酵技术研究,扩大了燃料乙醇生产原料的范围,降低了生产成本,同时解决了马铃薯渣的增值利用问题以及薯渣污染环境的问题。本论文依据马铃薯渣纤维结构及纤维素酶分解纤维素机理和乙醇发酵机理,以马铃薯渣为原料,加入复合酶液化糖化,酵母菌发酵马铃薯渣糖化液生产乙醇。主要研究内容包括:1.研究酵母菌的诱变和筛选方法及影响菌株诱变和细胞融合的因素,菌株的优化筛选,不同菌株的生长特性;2.研究影响固定化酵母生长的因素,固定化酵母同步糖化发酵技术;3.研究马铃薯渣发酵罐分批发酵产乙醇中试的发酵条件及发酵过程中温度、溶氧量、pH的变化。研究结果如下:(1)酵母菌的诱变和筛选:诱变菌株KYB208酵母菌株较对照K1酵母菌株生长速度快。KYB208酵母菌株在5 min照射时,存活率是对照组的1.79%。在4 min照射时,突变率是对照组的16.67%,故紫外线处理有利于菌株的突变。选出3株诱变酵母菌的乙醇发酵能力都大于1#对照K1酵母菌株,其中8#KYB208菌株的原料出酒率最高为14.%,比对照提高2.2%。利用UV诱变酵母培养技术,筛选高效产乙醇酵母菌是可行的。(2)酵母菌融合及发酵:采用40-60%浓度6000 PEG处理亲株酵母,取得了良好的细胞融合效果。原生质体形成的最佳条件为:菌龄24h,酶种类为0.25%(w/v)蜗牛酶,渗透压稳定剂为20%(w/v)的蔗糖液,菌体生长培养基采用YEPD。在此条件下,亲株原生质体形成率达92.7%,再生率是30.5%。将亲株、融合菌株进行发酵产醇实验,培养5d,两亲株的产醇能力分别为3.0%(v/v)和5.6%(v/v),而融合菌株的发酵能力为8.7%(v/v)。结果说明获得的融合菌株为乙醇高产酵母菌株。(3)酵母固定化及同步糖化发酵:同步糖化发酵法用固定化酵母发酵马铃薯渣,发酵反应迅速,发酵醪中的残糖含量随着发酵时间的增加而呈先增后降趋势,经过64h的发酵之后,固定化酵母K1B发酵糖化醪残糖降至3.5%以下;固定化酵母A1B发酵糖化醪残糖降至2.7%以下。反应器内的乙醇含量随着发酵时间的增加而升高。经过64h发酵后,固定化酵母K1B发酵成熟醪中乙醇的含量达2.3%(v/v),固定化酵母A1B发酵成熟醪中乙醇的含量达3.1%(v/v)。(4)薯渣发酵罐分批发酵中试实验:发酵罐中在2000 g原料的条件下,添加不同量的复合酶,糖化后还原糖含量分别为:1#为31.8%,2#为28.6%,3#为21.3%,4#为27.5%。添加等量的酵母菌KYB208,酒度分别为:1#为11.0%,2#为11.4%,3#为8.7%,4#为11.9%。发酵率1#为69.44%,2#为64.07%,3#为56.41%,4#为78.91%。当发酵液中乙醇含量达到11.0%时,对发酵液中的酵母菌有抑制作用,酵母菌不能继续利用糖产生乙醇,导致发酵率在64.07-78.91%。薯渣发酵罐中试发酵不同处理,添加等量的酵母菌,相同淀粉含量30.0%,发酵后乙醇含量分别为:1#为8.1%,2#为7.9%,发酵率1#为47.47%、2#为46.21%;相同薯渣含量37.45%,发酵后乙醇含量分别为:3#为6.2%、4#为6.4%,发酵率3#为43.07%、4#为44.31%。中试发酵结果说明当乙醇含量达到一定量时,酵母菌不能继续利用糖产生乙醇,导致淀粉发酵率在46.21-47.47%,薯渣发酵率在43.07-44.31%。