高产乙醇酵母菌株的选育及发酵工艺条件优化

发布时间：2018-01-03 01:46

  本文关键词：高产乙醇酵母菌株的选育及发酵工艺条件优化　出处：《南阳师范学院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：生物质是自然界最为丰富的可再生资源,我国的生物质能源种类繁多,被誉为“淀粉之王”的木薯是最理想的生物质能源作物之一,经过液化和糖化处理后有丰富的糖类可被微生物利用。以木薯为原料生产燃料乙醇,不仅可以缓解能源和粮食危机,还能降低成本、改善生态环境。为了实现经济可行的生物质燃料乙醇生产,酿酒酵母的选育是目前的研究热点,选育具有高产等多种优良性状的酿酒酵母,对提高生物质燃料乙醇的发酵效率和降低生产成本具有重要意义。本研究以工业酿酒酵母NYD1308为出发菌株,绘制菌株NY--1308的生长曲线,选取处于对数生长期的原始菌株进行ARTP等离子诱变,经TTC筛选、摇瓶复筛,最终获得了一株稳定高产的突变酵母菌株S-12。突变菌株在发酵培养基中,具有良好的糖醇转化率,发酵终了酒度能达到17.5% vol。在发酵培养中进行乙醇发酵,发现突变菌株的乙醇发酵效率明显高于原始菌株,发酵终点乙醇浓度比原始菌株提高了12.9%。结果表明,该突变菌株具有工业化生产燃料乙醇的潜力。为了进一步优化突变菌株S-12的发酵条件,实现高效的木薯生物质燃料乙醇生产。利用单因素和正交试验方法进行实验,对几个影响乙醇发酵的重要工艺条件进行优化。优化后的发酵工艺：发酵最佳温度33℃,初始pH 5.0,接种量20%(V/V),尿素、硫酸镁、磷酸二氢钾和氯化钙添加量分别为0.7 g、0.6 g、1.O g和0.9 g(每100 g原料),糖化酶添加量为240 U/g,在0、8、16和24 h均分添加。对优化后的发酵条件进行验证,菌株S-12在发酵终了酒度能达到18.2% vol,淀粉利用率达到92%以上。为实现工业化生产,本研究将扩大体系进行实验,实验使用50 L全自动发酵罐,进行了S-12菌株同步糖化发酵实验。确定了以S-12为菌种,以木薯为原料进行50L体系发酵的最佳工艺条件：通风时间为12h,通风量3～5 L/min;前12 h搅拌速率300 rpm,发酵阶段搅拌速率140rpm；糖化酶添加量为180 U/g,分别在0、8、16和24 h添加。利用S-12菌株在50 L全自动发酵罐中进行乙醇发酵,酒度达到18.4% vol,比原始菌株提高了18.7%。
[Abstract]:In order to optimize the fermentation conditions of the mutant strain S - 12 , the strain NY - -1308 was selected as the starting strain , the fermentation efficiency and the production cost of the mutant strain NY - -1308 were optimized . The optimum conditions for the fermentation of 50 L system with cassava as raw materials were as follows : ventilation time 12 h , ventilation 3 锝，

本文编号：1371866