木糖发酵生产乙醇的研究

选育出一株优良的木糖发酵菌株树干毕赤酵母菌7124,并利用纯木糖优化了木糖发酵条件,利用海藻酸钠固定化树干毕赤酵母菌增殖细胞,不仅能较好满足限氧发酵条件,而且能耐较高糖浓度,使乙醇发酵浓度提高到20g/L。利用半纤维素水解液进行了乙醇发酵的初步研究,基本达到了纯木糖发酵的效果。     

利用中温蒸煮工艺进行高浓度酒精发酵

用中温蒸煮工艺生产高浓度酒精,首先利用耐高温α－淀粉酶在9s～97℃下同时糊化和液化淀粉．接着在60℃下加高转化率的糖化酶进行糖化,最后在30℃下加酵母菌悬液进行发酵。酵母菌w4在60h内可以产生18．3％的乙醇,在成熟发酵醪中的残还原糖和总糖分别为1.2％和4．1％,细胞存活率为68．5％。如果在发酵培养基中添加一定量的硫酸铵,可进一步改进这一工艺,使成熟发酵醪的乙醇浓度提高到18.9%,发酵周期缩短到50h,残还原糖和总糖分别减少到0.27％和3.1％。     

实验探究“酵母细胞呼吸方式”

在限定的实验条件下,学生设计"探究酵母菌细胞呼吸的方式"实验装置,通过对比实验进行探究的方式,使学生在有限的教学时间内了解在不同类型的呼吸条件下,酵母菌有氧呼吸和发酵的产物不同,并容易得出酵母菌在有氧和无氧条件下均会产生CO_2,而仅在无氧条件下产生酒精的结论。改进实验装置后的实验效果明显,可作为优质实验课的参考题材,以提高教学效果。     

从老抽酱醪中分离耐盐性酵母的研究

以老抽酱醪为实验材料进行耐盐性酵母菌种分离,并做菌种鉴定。分析了在不同盐度条件下耐盐性酵母菌的生长情况和生长过程中培养基总糖的消耗,可以发现实验得到的酵母在22％（质量与体积}E）盐度下依然能够良好生长。结果表明,实验分离出的No．2菌在同级盐度的条件下的生长量要明显高于No．1菌,但在乙醇产率方面,两株菌在相同的含盐量为16％（质量与体积比）的麦芽汁培养基中发酵8d,No．1菌的乙醇产率为3．1％（体积比）,No．2菌的乙醇产率2．9％（体积比）。     

酵母菌耐酒精机制的研究进展

乙醇是酵母菌发酵糖的重要产物之一．但是当乙醇在培养基中用积到一定浓度时,对酵母菌细胞产生有毒效应．然而,不同的酵母菌菌株对一定浓度的乙醇有不同的抗性,而且在不同培养条件下和生长在不同的培养基中同一株酵母菌对一定浓度的乙醇也有不同的抗性．最近几年来,有的学者从自然界中分离到了或通过遗传工程手段构建了一些能在短时间内产生高浓度酒精（发酵液中的乙醇浓度达到１７．５％ｖ／ｖ以上,而普通酵母菌只能产生９％一！！％ＶＩＶ乙醇）的酵母菌Ｉ‘］．因此酵母苗耐酒精的生化机制引起了许多研究者的浓厚兴趣,因为研究酵母…     

利用原生质体融合技术构建耐酸絮凝性产乙醇酿酒酵母

为获得具有多种优良性状的高效乙醇生产菌株,以絮凝性酿酒酵母RHZ-1及耐酸耐温酿酒酵母SEB2为亲本,通过紫外诱变获得营养缺陷型标记菌株,并利用原生质体融合技术选育耐酸絮凝性酿酒酵母。通过对融合子的筛选获得一株优秀的耐酸絮凝性酿酒酵母菌株RS-1;该菌株在30℃,pH2.2,15%YPD条件下发酵24 h,乙醇产生量为47.87 g/L,糖消耗速率和基于糖消耗的乙醇收率分别比亲本菌株RHZ-1提高了19.5%和9.8%。在35℃,p H2.2,15%YPD条件下发酵48 h,乙醇产生量为38 g/L,糖消耗速率和乙醇收率分别比亲本菌株RHZ-1提高了46.8%和21.6%。结果表明,获得的菌株可为提高燃料乙醇的生产效率奠定基础。     

耐高温酵母菌的筛选及特性

筛选得到1株在41 ℃可以良好生长的耐高温酵母菌,并对其特性及发酵性能进行研究.结果表明:该菌的最适生长pH为5.0,转速180 r/min,最高生长温度45 ℃.在41 ℃和初糖质量浓度为93.0 g/L的条件下发酵24 h后,乙醇质量浓度达到44.0 g/L,乙醇得率为93.0%.     

生淀粉高浓度酒精发酵的研究

本研究利用国内常用的糖化酶制剂糖化生玉米面中的淀粉,同时接种酵母菌,在30℃下,探讨了玉米淀粉的高浓度酒精发酵工艺。选择到了一株产高浓度酒精酵母菌,H0菌株。发酵温度为30℃、pH4一s、加糖化酶量为每克原料300单位、酵母接种量3％(v／v)和原料加量为33．0％(w／v)时,这株酵母菌在70小时内可产生17．5％(v／v)的乙醇。如果原料加量为36．0％(w／v)时,该菌株在96小时内可以产生18．O％(v／v)的乙醇。在前一种加料情况下,成熟发酵醪中的pH为5、残还原糖为O．19％、残总糖为3．5“。在后一种加料情况下,成熟发酵醪中的pH为5、残还原糖为0．81％、残总糖为5．1％。     

酿酒酵母和克鲁维酵母发酵菊芋生产燃料乙醇

为获得菌株发酵菊芋生产燃料乙醇的最佳方案,首先选取实验室保存的重组菌株R32对其产酶条件进行优化,其最高产菊粉酶活性为298.8 U· mL-1,此时的最佳培养基配方为:YPG培养基为酵母粉1％ (w/v),蛋白胨2％ (w/v),甘油0.5％ (v/v);YPM培养基为酵母粉1％ (w/v),蛋白胨2％ (w/v),甲醇1％(v/v);培养基pH为自然初始pH.然后选取酿酒酵母S.c和克鲁维酵母Klu,比较是否在添加重组菌株R32粗酶液条件下,两株酵母菌分别进行单独发酵和混合发酵时的产乙醇能力,以获得最佳的发酵组合.结果表明,酿酒酵母S.c和克鲁维酵母Klu在未添加重组菌株R32粗酶液时,混合一步发酵获得的乙醇含量较高,发酵84 h时乙醇含量为11.37％.添加重组菌株R32粗酶液进行两步发酵时,2株酵母菌混合发酵72 h时,乙醇含量为11.43％.2种发酵组合的最高乙醇含量以及各个发酵参数基本相同,虽然一步法发酵时间延长,但节省成本,操作简单,更适宜工业生产应用.最后对其进行正交试验优化,培养条件为菊粉浓度225 g· L-1,脲素浓度40 g·L-1,接种量15％,pH为5时,酿酒酵母菌S.c和克鲁维酵母Klu混合一步发酵法的最高乙醇体积比达11.82％.     

Kluyveromyces marxianus发酵己糖和戊糖生产乙醇

对利用底物广泛的乙醇发酵菌株马克斯克鲁维(Kluyveromyces marxianus)DL1菌株与工业用乙醇发酵菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)6525利用己糖(葡萄糖、甘露糖、半乳糖)和戊糖(木糖、阿拉伯糖)的情况进行对比研究。结果发现:以己糖为底物时,K.marxianus DL1均表现出细胞生长快、乙醇得率高的特点;在不通气、糖20 g/L条件下,K.marxianus DL1的最大乙醇质量浓度均比S.cerevisiae 6525高出10%左右,细胞量及乙醇生产强度分别是S.cerevisiae 6525的近2和1.7倍。当以戊糖为底物时,K.marxianus DL1可以利用木糖和阿拉伯糖;在不通气、糖20g/L条件下,K.marxianus DL1利用木糖产木糖醇和乙醇,乙醇终质量浓度可达7.68 g/L,木糖醇质量浓度为9.12 g/L;以阿拉伯糖为发酵底物时,阿拉伯糖醇的产量可达6 g/L左右;而S.cerevisiae 6525不能利用戊糖。马克斯克鲁维酵母比酿酒酵母更适合纤维乙醇生产。     

酿酒酵母L610利用菊糖生产乙醇发酵条件的研究

以1株能够直接利用菊糖产乙醇的酿酒酵母L610为出发菌株,对其利用菊糖生产乙醇的发酵条件进行了一系列研究。结果表明,L610最适乙醇发酵温度为37℃,且40℃高温发酵对其产乙醇能力无显著影响;L610对酸性发酵环境有良好的耐受性,当发酵液p H值降至3.5时,其糖醇转化率及乙醇产量仍保持较高水平;以0.025~0.10 vvm的通气量通气12 h有利于L610发酵菊糖产乙醇;L610对350 g/L的高浓度菊糖有良好的转化率,乙醇浓度和生产强度分别达到129 g/L和1.35 g/(L·h);当直接以300 g/L菊芋粗粉为唯一底物进行发酵时,L610发酵产乙醇浓度达到89.6 g/L,为理论产量的78.1%。本研究所取得的成果为酿酒酵母一步法发酵菊芋生产乙醇的工业化发展提供参考。     

一株中型假丝酵母发酵木糖产乙醇的特性研究

本研究对自然界中筛选得到的1株可以发酵木糖产乙醇的中型假丝酵母(Candida intermedia)的特性进行了研究.该菌株在28℃、120 r/min、72 h条件下,发酵3%木糖的乙醇产率最高,达到理论值的43.70%,发酵7%木糖得到的乙醇产量最高,为6.480 g/L.发酵时间延长到156 h,可以利用8%木糖产乙醇21.225 g/L,产率为理论值的72.87%.该菌株还可以在同样条件下,发酵13%葡萄糖得到乙醇50.965 g/L,达到理论值的76.90%.以3% 2% 3%分批补加糖,比一次性发酵8%木糖的乙醇产量提高9.91%.在葡萄糖和木糖的混合培养基中,优先利用葡萄糖,同时还表现出葡萄糖对木糖发酵的促进作用,当2%的木糖与6%葡萄糖混合时,乙醇产量比两者单独发酵的加和提高了25%.     

液泡蛋白酶B对酿酒酵母高温乙醇发酵效率的影响

【目的】提高酿酒酵母的高耐温性,从而提高菌株在高温下的乙醇发酵性能。【方法】利用染色体整合过表达酿酒酵母液泡蛋白酶B编码基因PRB1。【结果】在41 °C高温条件下进行乙醇发酵,过表达PRB1基因的重组酿酒酵母菌株可在31 h内消耗全部的葡萄糖,而对照菌株在相同时间内仅消耗不到一半的葡萄糖。【结论】利用蛋白酶B基因过表达可构建耐高温酿酒酵母菌株,提高在高温条件下乙醇的发酵效率。     

代谢工程改造运动发酵单胞菌用于提高乙醇产量

目的:采用可以在运动发酵单胞菌中表达的操纵子构建重组运动发酵单胞菌,用于提高该细菌对高温高糖的耐受性和提高乙醇产量.方法:用外来的YfdZ、MetB和Hsp构建的多顺反子质粒,转化运动发酵单胞菌而使其获得新的代谢途径.在玉米水解液中,验证了该多顺反子质粒对运动发酵单胞菌产生乙醇的影响.结果:与对照菌相比,在37℃和糖浓度为28%的培养条件下,该基因工程菌的乙醇产量提高到183.2%.在37℃,糖浓度为28%并添加氮源的条件下,该基因工程菌的乙醇产量提高到148.0%.结论:YfdZ、MetB及Hsp三种基因的共同作用能显著提高运动发酵单胞菌的乙醇产量和发酵温度.     

清香型白酒中乳酸菌和酵母菌的相互作用

【目的】探究清香型白酒中不同乳酸菌和酵母菌的相互作用,了解不同菌株的发酵性能,为更深入地认识白酒发酵机理、实现发酵过程优化提供理论基础。【方法】利用程序控温和固态发酵模拟清香型白酒酿造环境,测定纯培养和共培养中菌株的理化指标、活菌数以及主要代谢产物的变化。【结果】Saccharomyces cerevisiae YJ1糖消耗快产乙醇和酯类物质多,Lactobacillus plantarum JMRS4糖消耗快产酸较多。共培养中乳酸菌对Saccharomyces cerevisiae YJ1的生长和产乙醇抑制较大,对Candida aaseri MJ7产乙醇几乎无影响。乳酸菌对Pichia kudriavzevii MJ14的生物量和乙醇代谢抑制作用较小,还对其产己酸乙酯、乙酸乙酯和异戊醇等代谢产物有促进作用;而反过来Pichia kudriavzevii MJ14对3株乳酸菌产乳酸均有抑制作用,对产乙酸则有促进作用。【结论】建立了一种固态培养方法,结合清香型白酒发酵温度变化规律,有效模拟了实际发酵环境。Pichia kudriavzevii MJ14在与乳酸菌共培养中受到的抑制较小并能有效抑制乳酸菌产乳酸,Saccharomyces cerevisiae YJ1能代谢产生多种风味物质,对清香型白酒酿造有重要意义。     

利用人工锌指文库选育高乙醇耐受性工业酵母菌株

选育高乙醇耐性的酿酒酵母菌株对提高燃料乙醇的发酵效率具有重要意义.锌指蛋白广泛存在于多种生物中,对基因的转录和翻译起重要的调节作用.利用人工设计的锌指蛋白可定向设计锌指序列及其排列顺序,实现对细胞内多个基因的全局调控.由于与环境胁迫反应相关的基因很多,因此可利用人工锌指蛋白技术获得耐受性提高的微生物重组菌.文中将人工锌指文库转入到酿酒酵母模式菌株S288c,选育了具有高乙醇耐受性的重组菌株M01,并分离了与乙醇耐受性提高相关的人工锌指蛋白表达载体pRS316ZFP-M01,转入工业酿酒酵母Sc4126,在含有不同浓度乙醇的平板上,工业酵母Sc4126的重组菌株表现出显著的耐受性提高.在高糖培养基(250 g/L)条件下进行乙醇发酵,发现重组菌的乙醇发酵效率明显快于野生型,发酵时间提前24 h,且发酵终点乙醇浓度提高6.3％.结果表明人工锌指文库能够提高酵母的乙醇耐受性,为构建发酵性能优良的酵母菌种奠定了基础.     

戊糖和己糖共发酵生产燃料乙醇条件研究

利用嗜鞣管囊酵母P-01对木糖和葡萄糖共发酵生产燃料乙醇的条件进行了试验研究,结果表明,木糖和葡萄糖混合液生产燃料乙醇的最佳条件为发酵液的pH值5.5、30℃、摇床转速120 r/min、接种量10%、发酵液初始糖浓度6%、葡萄糖与木糖之比为2、发酵周期为84h。在最佳发酵条件下,发酵醪液中的燃料乙醇浓度为2.101%,糖醇转化率为35%。     

先进固态发酵技术生产甜高粱乙醇中试研究

先进固态发酵(advanced solid state fermentation,ASSF)生产甜高粱乙醇技术与传统榨汁发酵技术相比,在生产燃料乙醇方面凸显技术优势,近期有望实现大规模商业化.以系列摇瓶实验和10L 固态发酵罐试验为基础,在内蒙巴市五原县就ASSF 法生产甜高粱乙醇中试获得成功:选取醇甜1 号和2 号甜高粱秆(可发酵糖13%~15%,wt)为原料,单批处理量1.0 ～ 1.5t,以专有高产乙醇TS-Sc-1 酵母菌和5m3 转鼓式固态发酵罐为核心,ASSF法生产燃料乙醇,直接固态发酵与蒸馏后获得30% ～ 40%(体积分数)的粗醇溶液,折算可得99.5% 的无水乙醇70 ～ 100kg,0.07 ～ 0.08g 乙醇/g 发酵料(湿基);糟渣粗蛋白含量7%,可替代"黄储"饲料.ASSF 技术外来水消耗很少,几乎无废水产生.中试结果表明:平均13.5 ～ 15.5t 甜高粱秆产1t99.5% 无水乙醇,发酵时间40 ～ 44h,可发酵糖转化率超过95%,最高97% ;无水乙醇实际收率超过90%,最高94%.     

一步法发酵菊芋生产乙醇

利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)YX01具有菊粉酶生产能力且乙醇发酵性能良好的特点,直接发酵菊粉生成乙醇.在摇瓶中考察了该菌株最适发酵温度,进而在2.5L发酵罐中考察了通气量和底物浓度的影响.实验结果表明:该菌株最适发酵温度为35℃;在通气量为50 mL/min和100 mL/min时菌体生长加快,发酵时间缩短,但在不通气条件下糖醇转化率明显提高;在菊粉浓度235 g/L时,发酵终点乙醇浓度达到92.2 g/L,乙醇对糖的得率为0.436,为理论值的85.5%.在此基础上,使用近海滩涂种植海水灌溉收获的菊芋为底物,以批式补料方式直接发酵菊芋干粉浓度为280 g/L的底物,发酵终点乙醇浓度为84.0 g/L,乙醇对糖的得率为0.405,为理论值的80.0%.这些研究工作,为以菊芋为原料的燃料乙醇技术开发奠定了基础.     

耐酸耐糖高产乙醇单倍体酵母菌株的选育

在收集大量酵母菌株的基础上,用废糖蜜作碳源,以测定残糖及乙醇产量为指标,经单孢子诱变得到两株活性高,发酵速度较快的稳产、高产酿酒酵母菌株(Saccharomyces cerevisiae)Z—B—4—M—88和Z—S—B—M—33。前者是耐酸菌,在pH4.0,15％糖度下乙醇产量达62.87mg/ml,比原始菌乙醇产量提高了11.2％;后者是耐糖菌,在20％糖度下乙醇产量为70.24mg/ml比原始菌的乙醇量提高11.9％。