木薯渣水解液发酵产乙醇的工艺优化及代谢流量分析研究

发布时间：2023-03-19 06:36

　　由于化石能源的日益枯竭,生物质乙醇的开发已是目前世界上的研究热点,乙醇发酵已备受全世界关注,全力推进生物质乙醇研究对经济和社会的可持续发展具有重要意义,本研究采用酵母菌(Candida tropicalis CICC1779)利用木薯渣水解液制备乙醇,能有效提高废弃木薯渣的再利用价值,通过对该菌进行诱变选育和代谢流量分析以实现高产乙醇的目的。主要研究内容是针对木薯渣水解条件的单因素试验,并在此基础上利用响应面进行优化,再对酵母菌进行紫外诱变和驯化选育,然后进行水解液发酵实验,最后进行罐发酵实验,构建代谢网络并列出相关代谢方程;测定其底物、产物、菌体浓度的变化,分析其代谢通量和动力学模型。形成的主要研究结果如下:(1)在木薯渣酶解单因素实验基础上,然后通过响应面对酶解工艺进行优化,得到较优的酶解工艺为:水解温度36℃,初始p H=4,水解时间42 min,底物浓度80 g/L。测得10g木薯渣水解最终得到还原糖含量为6±0.6 g,其中葡萄糖含量为4±0.6g,木糖2±0.7 g,还原糖水解得率达到理论值的75%。(2)对原始酵母菌(Candida tropicalis CICC1779...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 生物质乙醇的制备
        1.1.1 研究的意义
        1.1.2 研究现状
    1.2 木薯渣的利用情况
        1.2.1 木薯渣的利用潜能
        1.2.2 木薯渣生产乙醇研究现状
    1.3 五六碳糖共发酵产乙醇研究
        1.3.1 五六碳糖共发酵研究意义
        1.3.2 五六碳糖共发酵研究现状
    1.4 酵母菌利用五、六碳糖发酵产乙醇的发酵机理
        1.4.1 六碳糖发酵机理
        1.4.2 五碳糖发酵机理
    1.5 酵母菌产乙醇细胞代谢分析
        1.5.1 代谢通量分析
        1.5.2 溶氧量分析
        1.5.3 发酵动力学分析
    1.6 本课题研究的目的与意义及主要内容
        1.6.1 课题目的
        1.6.2 主要研究内容
第二章 木薯渣水解液的制备及优化
    2.1 材料与方法
        2.1.1 材料与试剂
        2.1.2 仪器与设备
        2.1.3 试验方法
        2.1.4 数据处理分析方法
    2.2 试验方案设计
        2.2.1 木薯渣淀粉的水解
        2.2.2 木薯渣纤维水解单因素实验
        2.2.3 响应面实验优化水解条件
        2.2.4 水解液的脱毒
    2.3 结果与分析
        2.3.1 木薯渣组分测定
        2.3.2 木薯渣水解单因素实验结果
        2.3.3 木薯渣的较优水解工艺参数
    2.4 本章小结
第三章 酵母菌的选育及利用木薯渣水解液发酵产乙醇的工艺研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 材料与试剂
        3.1.2 仪器与设备
        3.1.3 菌种与培养基
        3.1.4 试验方法
        3.1.5 数据处理分析方法
    3.2 试验方案
        3.2.1 菌株的诱变及驯化选育
        3.2.2 原始菌株发酵实验
        3.2.3 突变菌株发酵单因素实验
        3.2.4 响应面法优化发酵条件
    3.3 结果与分析
        3.3.1 菌株的诱变及选育结果
        3.3.2 原始菌株发酵结果
        3.3.3 突变菌株发酵单因素实验结果
        3.3.4 发酵条件响应面法优化
    3.4 本章小结
第四章 发酵罐工艺研究及细胞代谢网络分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 材料与试剂
        4.1.2 仪器与设备
        4.1.3 菌种与培养基
        4.1.4 试验方法
        4.1.5 数据处理分析方法
    4.2 试验方案
        4.2.1 罐发酵工艺研究
        4.2.2 溶解氧研究
        4.2.3 酵母菌代谢途径研究
        4.2.4 发酵动力学研究
    4.3 结果与分析
        4.3.1 罐发酵工艺结果
        4.3.2 溶氧量分析
        4.3.3 酵母菌代谢途径分析
        4.3.4 发酵动力学分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3764760