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燃料乙醇属于生物能源领域,已成为世界各国发展可再生能源的重点项目之一,其发展空间巨大。考虑到我国重点发展非粮食作物为主的燃料乙醇生产,结合广西甘蔗资源优势,本课题借鉴巴西燃料乙醇的成功经验,以甘蔗汁为原料生产燃料乙醇,作为一项能源贮备技术,为国家的持续性发展提高有力保障。
本课题从多种自然界或人为环境中,抽取样本268个,从中筛选适合高效甘蔗汁生产乙醇的优良酵母菌株,初筛通过杜氏管和TCC平板,复筛以甘蔗汁发酵乙醇的速度、产量和发酵液中的残糖浓度等综合能力为考察指标,得到多株具有良好应用前景的酵母菌株,经26SD1/D2区鉴定均为酿酒酵母菌株。以其中一株酿酒酵母Y-36进行Co60诱变,提高酵母酵母菌株发酵乙醇的能力。其中,当Co60辐射强度为1200Gy时,为最佳诱变条件,得到高效菌株Co-1。其遗传性状稳定,耐酒精能力明显提高,在酒精度16%时,仍然可以生长,以甘蔗汁为基质发酵18h,成熟醪酒精体积分数为8.4%(v/v),残还原糖为0.0127%。Co-1菌株成熟醪酒精体积分数比出发菌株提高了3.7%,残还原糖含量亦远远低于出发菌株。在发酵条件优化上,先进行了单因素实验,由Plackett-Burman设计确定显著影响因素后,再采用响应面法优化,确定了最佳发酵条件为:甘蔗汁锤度为16Bx,pH值为3.5~3.8,培养温度为28~32℃,N源为0.7~0.8%,P源为0.02~0.04%,最终发酵醪得到酒度为9.11%,残糖为0.01g/100ml,较未优化前成熟醪酒精体积分数提高8.45%,发酵速度提高10.3%。结果证明,在补加N源后,对发酵有明显提高作用。
本课题的实施工作主要集中在菌株的选育和发酵条件的优化上,这些都将为以后实现大规模工业化甘蔗汁生成乙醇提供适合的菌株,并为最优发酵条件的放大提供有力的参考和依据。