木糖是木质纤维原料中半纤维素水解的主要成分,充分利用木糖发酵生产乙醇对纤维乙醇的发展有重要的意义。目前,发酵木糖的自然菌对木糖的利用率低、发酵周期长,且产乙醇量低,从而限制自然发酵菌的大规模应用。通过选用自然发酵菌树干毕赤酵母进行高密度培养,并优化培养条件,实现发酵液中高细胞浓度,并对高密度限氧酵母的循环利用性、发酵性能和应激乙醇的耐受性进行研究。稀酸预处理秸秆中,酸水解的H+作用秸秆表面显露的官能团,使木糖从木聚糖结构链上释放出来。处理后的秸秆表面结构松散,内孔隙度增大,比表面积增大,有利于酶与秸秆接触,加快酶解糖化速率。通过二次回归正交设计对酸处理中时间、浓度和固液比进行优化,确定适宜的工艺条件：反应时间2h,稀酸浓度4.1%、液固比22：1。在研究发酵过程的影响因素中发现,通过不同纱布层来限制发酵中氧的传递,保证发酵液中微量氧满足细胞代谢中的氧化还原平衡和细胞的生长。同时在发酵过程中适宜的转速有利于保证酵母的摄糖和摄氧能力,加强发酵液的流动性,保持细胞活力,并降低发酵产物对细胞生长和代谢的抑制作用。实验表明,当木糖浓度为60 g/L,转速为140 r/min下发酵48 h,糖的利用率达到99.57%。对比游离细胞发酵结果表明,高密度限氧酵母对糖的利用和产乙醇量高于游离细胞。在发酵半纤维素水解液得到的结果比不上纯糖发酵,但其效率要高于游离细胞。因此,利用高密度限氧酵母发酵可提高细胞浓度,缩短发酵周期,最终提高对木糖的利用率和发酵效率。最后,考察高密度酵母应激乙醇耐受性能的结果表明,外加高乙醇浓度的木糖发酵中,高密度限氧酵母细胞浓度和酒精度减少,对木糖的利用减慢。但相比于游离细胞而言,外加高浓度乙醇时,高密度细胞的木糖利用率要高于游离细胞,其受高浓度乙醇的影响小于游离细胞。说明高密度细胞在应激高浓度乙醇时,细胞内和细胞间相互起到保护和抵抗作用。