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乙醇(ethanol)是一种清洁、可再生的液体燃料。乙醇作为汽油的替代品当前受到了广泛关注。传统工艺生产乙醇的方法多是用玉米、小麦等淀粉质为原料发酵,由于粮食安全的限制因素,不具备可持续发展性。利用来源丰富的木质纤维素为原料生产燃料乙醇成为全球能源开发的焦点之一。木糖(D-xylose)是木质纤维素水解物中含量仅次于葡萄糖的一种单糖,利用木糖的乙醇发酵是木质纤维素原料生产乙醇的关键技术之一。本文以玉米芯为原料,探讨了休哈塔假丝酵母利用该种木质纤维素类物质进行发酵生产乙醇的可能性,对其水解工艺、脱毒工艺、菌株发酵工艺进行了研究。通过水解单因素试验、中心组合设计和响应面(RSM)分析,确定了玉米芯中半纤维素在固液比1:10时,最佳水解条件为:温度119.8℃,时间1.5h,硫酸浓度1.16%(v/v)。在此水解条件下,20g自然晾干玉米芯水解可获得木糖5.93g,玉米芯木糖得率为0.31g/g干重玉米芯。应用混合脱毒法对玉米芯半纤维素水解液进行了脱毒研究。摸索了煮沸、CaO和活性炭在脱毒过程中的作用,研究表明活性炭在脱毒过程中作用显著。在活性炭浓度加载5%的条件下,GH-15可将糠醛完全除去,乙酸的去除率24.60%,酚类化合物的去除率99.1%,5% GH-15脱毒效果优于5% GH-13。对木糖利用菌株休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)HDYXHT-01进行了发酵工艺的优化,通过培养基单因素试验和Plackett-Burman试验对各影响因素进行分析,筛选出影响显著因素硫酸铵、酵母粉、磷酸二氢钾和接种量。采用中心组合设计(CCD)和响应面分析确定了最佳发酵条件,并进行了验证试验。优化后的培养基组成为:硫酸铵0.36g/L、磷酸二氢钾2.68g/L、酵母粉2.59g/L,接种量9.67%;其它发酵条件为:木糖80g/L,MgSO4·7H2O 0.1g/L(按单因素最佳值添加),pH 4.8(根据Plackett-Burman试验选择),培养温度30℃,装液量80mL/250mL,摇床转速140rpm,发酵时间48h。在最优发酵工艺下,乙醇产量达到了26.10g/L,是优化前乙醇产量17.40g/L的1.5倍。利用5L发酵罐进行乙醇发酵的放大研究,在优化条件下,发酵罐中乙醇产量达到19.80g/L,木糖利用率、乙醇得率和乙醇产率分别达到67.14%,0.37g/g和0.41g/(L·h)。将初始还原糖含量40g/L的玉米芯半纤维素脱毒水解液配制成发酵培养基,分别调pH 4.8、pH 5.0和pH 5.2进行发酵,发酵后乙醇产量分别达到8.26g/L、11.73 g/L和14.82g/L。由此可见,休哈塔假丝酵母HDYXHT-01可以利用玉米芯半纤维素水解液发酵产醇,这为进一步利用该酵母进行乙醇生产奠定了坚实的基础。