戊糖己糖混合糖发酵生产乙醇的主要影响因素

以树干毕赤酵母为发酵菌株,高混合糖(木糖、葡萄糖)为发酵底物,确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件.研究结果表明,在高糖浓度乙醇发酵中,树干毕赤酵母较为适宜的发酵温度为30℃,发酵24 h,残糖浓度和乙醇浓度分别为0.1 g/L和32.5 g/L.添加硫酸铵1.1 g/L+微量元素发酵效果较好,乙醇浓度为33.2g/L.由典型发酵过程中各物质浓度变化曲线可知,酵母优先利用葡萄糖,发酵12 h葡萄糖和木糖的还原糖利用率分别为89.3%、10.7%.待12 h葡萄糖几乎被消耗完后,对木糖的利用开始占主导地位,乙醇浓度随着糖的不断消耗而逐渐提高.发酵28h时乙醇浓度最高,达到33.2 g/L.     

发酵木糖高产乙醇树干毕赤酵母菌株的Co60诱变选育

【目的】选育能够利用木糖高产乙醇的酵母菌株。【方法】采用Co60诱变树干毕赤酵母(Pichia stipitis),筛选乙醇产量高的突变菌株,并对原始菌株、突变菌株的生长发酵特性和两个菌株对高浓度木糖、乙醇的耐受性进行比较。【结果】在YPX培养基上筛选获得1株能够高效发酵木糖的突变菌株1K-9。该菌株在50mL 15%FM发酵84h,发酵液乙醇含量最高达(51.034±0.112)g/L,比原始菌株提高10.05%;在500mL 15%FM发酵96h,乙醇含量最高达(51.390±0.119)g/L;在500mL 20%FM发酵156h,乙醇含量最高达(52.496±0.513)g/L。菌株1K-9在HSM培养基或含4%~5%乙醇的YPX培养基中生长良好,在含6%~7%乙醇的YPX培养基中生长缓慢。【结论】Co60诱变对于树干毕赤酵母(Pichia stipitis)菌株是有效的,能选育出木糖高产乙醇酵母菌株1K-9。     

树干毕赤酵母连续发酵戊糖己糖生成酒精

以30g/L葡萄糖和15g/L木糖混合物为发酵底物,在工作体积约为1.5L的全混釜生物反应器中,对一株树干毕赤酵母驯化菌株P2进行了一级和二级连续发酵研究。结果表明,在一级连续发酵木糖、葡萄糖混合物中,当稀释率为0.06h-1时,酒精产率达到最大0.790g/(L·h),发酵溢出液中酒精浓度为13.16g/L,还原糖利用率仅为77.51%。在二级连续发酵木糖、葡萄糖混合物时,当底物流加速度约为60mL/h时,发酵液酒精浓度为13.23～14.85g/L,还原糖利用为83.23%～84.37%。     

海藻酸锰固定化细胞的乙醇发酵

以树干毕赤酵母(Pichia stipitis)为发酵菌株，利用海藻酸锰凝胶代替海藻酸钙，固定化酵母使用寿命明显增加。采用混合糖60g／L(50％葡萄糖、50％木糖)为发酵底物，以250mL三角瓶为反应器，在35℃、150r/min、pH5．0条件下，振荡发酵。结果表明，海藻酸锰树干毕赤固定化增殖酵母细胞能使戊糖和己糖同步发酵，海藻酸锰凝胶耐磷酸盐能力是海藻酸钙凝胶的3倍，海藻酸锰固定化树干毕赤酵母细胞乙醇发酵42d，固定化细胞稳定，总糖利用率为95．8％，乙醇得率为理论得率的92．3％，发酵稳定时间明显长于海藻酸钙固定化酵母细胞乙醇发酵的稳定时间(24d)。     

分批添料对戊糖、己糖同步发酵制备乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖(葡萄糖与木糖质量比为2∶1)为发酵底物,通过分批添料来提高糖利用率及乙醇得率。结果表明,一次性投料发酵糖初始浓度以94.0 g/L为最佳,乙醇浓度可达33.9 g/L。在高糖浓度一次性投料发酵中,延长发酵时间可以继续降低残糖浓度,增加乙醇浓度。但是初始糖浓度越高,其变化幅度也越低。初始糖浓度为108.0 g/L,31 h发酵后残糖浓度为9.1 g/L,乙醇浓度为34.3 g/L,延长到42 h时残糖浓度为0.4 g/L,乙醇浓度提高到37.0 g/L。当总糖浓度为80.9 g/L时,补糖时间在12 h内完成,且以两次补糖法较合适,发酵24 h乙醇浓度达到33.8 g/L。     

管囊酵母D-21木糖乙醇发酵条件的优化

对一株能利用木糖产乙醇的管囊酵母D-21进行了发酵条件的优化,研究了接种量、氮源、碳源和维生素对乙醇产量和还原糖利用率的影响。结果表明:接种量过高会影响乙醇产量,以6%(体积分数)为宜;当木糖质量浓度为50 g/L,碳氮质量比为20∶1,使用酵母膏和尿素组成的复合氮源时(质量比为2∶1),发酵72 h后所得乙醇质量浓度为12.5 g/L,达到理论产量的55%;当木糖与葡萄糖的质量比为3∶1时,乙醇质量浓度为15.72 g/L,为理论产量的69%;在发酵培养基中添加质量分数为2×10-5维生素B6可使乙醇产量提高18.3%。     

树干毕赤酵母单级连续发酵制取乙醇的研究

研究了稀释率、流加糖浓度和初始酵母浓度对树干毕赤酵母单级连续发酵的影响.结果表明:稀释率对单级连续发酵影响较大,当流加糖浓度为45 g/L、稀释率为0.04～0.06 h-1时发酵效果较好,乙醇得率可达0.370～0.372 g/g,产率为0.586～0.754 g/(L·h).在稀释率为0.06 h-1时,较为适宜的流加糖浓度为45 g/L,此时乙醇产率为0.785 g/(L·h).只要稀释率和流加糖浓度确定,初始酵母浓度不会对达到"稳态"的单级连续发酵产生影响.当稀释率一定时,发酵40 h后基本可达到"稳态",此后各参数均稳定在一定范围内,可稳定连续发酵104 h.     

7种抑制物对热带假丝酵母木糖醇发酵性能的影响

在木糖培养基上分别研究7种已知存在于半纤维素水解物中的微生物代谢抑制物(甲酸、乙酸、糠醛、苯甲醛、香草醛、愈创木酚、对羟基苯甲酸)对热带假丝酵母细胞生长及木糖醇发酵性能的影响,并采用二次正交旋转组合设计研究试验中毒性最强的甲酸与香草醛、苯甲醛这3种代表性抑制物共存条件下的抑制效应.结果表明,这些抑制物在低浓度条件下虽然对酵母细胞生长有抑制作用,但是却能使木糖醇比生成速率略有提高.随着抑制物浓度的提高,它们最终均能完全抑制酵母细胞生长,使木糖醇发酵完全不能进行.对酵母细胞生长而言,甲酸与醛类抑制物之间存在毒性相互拮抗作用;对于木糖转化率和木糖醇比生成速率,甲酸和苯甲醛之间存在明显的拮抗作用;对所有考察指标,醛类化合物之间均无显著的拮抗作用,它们之间对酵母细胞的抑制作用呈累加效应.     

毕赤酵母发酵甘露醇产乙醇的条件研究

在250ml三角瓶中进行毕赤酵母（Pichia angophorae）发酵不同浓度的甘露醇生产乙醇的试验。试验先以浓度为20g/L、40g/L、60g/L、80g/L的甘露醇进行发酵试验确定出最适培养基组分,然后以正交试验确定菌株的最优发酵条件。结果确定出最适的发酵培养基组分为：甘露醇20g/L,酵母浸粉0.3g/L,麦芽浸粉0.3g/L,（NH4）2SO45g/L,KH2PO42g/L,MgSO4·7H2O 0.4g/L。最佳发酵条件为：温度32℃,摇床转速150rpm,初始pH值4.5,发酵液体积150ml,乙醇最大产量为0.45g ethanol/g mannitol。     

合成气发酵梭菌C.autoethanogenum的生长特性与CO发酵性能

为探讨合成气发酵乙醇的新工艺,对梭菌C.autoethanogenum的生长特性及CO发酵性能进行了研究.考察了不同碳源对C.autoethanogenum生长的影响,发现木糖是其生长的最佳底物.对生长培养基进行了改良,使C.autoethanogenum的菌体质量浓度提高2倍以上,代谢产物以乙酸为主,只产生少量乙醇.利用1 L气体采样袋研究了C.autoethanogenum的CO发酵性能,在1.0 g/L酵母膏的发酵培养基中经过两次CO发酵后,乙醇质量浓度达3.464g/L,CO乙醇转化率达51.7%.研究表明:N2环境、180℃、4MPa下,20min高温液态水处理蔗渣得到的水解液可用于C.autoethanogenum的培养,培养液再进行CO发酵,经过一次发酵后得到的乙醇质量浓度为3.13g/L,CO乙醇转化率为46.9%,与之前两次发酵的结果接近,但是发酵时间大大缩短.     

重组大肠杆菌利用醋酸及乳酸为碳源合成PHB

以廉价的工业副产物醋酸及乳酸为碳源,对产PHB重组大肠杆菌进行培养,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。将来自Cupriavidusnecator的PHB合成操纵子phaCAB基因簇克隆至pBAD载体,得到产PHB菌株BL21＿pBAD＿phaCAB,以阿拉伯糖为诱导剂,在大肠杆菌中进行重组表达。分别使用LB及M9培养基,对重组菌株BL21＿pBAD＿phaCAB进行培养,研究其生长速度及PHB产量,探索产PHB重组大肠杆菌最适培养基。以添加0.04 g/L乳酸、1.2 g/L乳酸、0.02 g/L醋酸、0.6 g/L醋酸、0.04 g/L乳酸+0.02g/L醋酸、1.2g/L乳酸+0.4g/L醋酸的M9培养基(均含2 g/L葡萄糖)为实验组,以M9培养基(含2g/L葡萄糖)为对照组,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。分别取第6,12,24和36小时的培养液,分析其葡萄糖、醋酸及乳酸含量的变化。结果表明,低氮型M9培养基更适合产PHB重组大肠杆菌在低糖培养环境中生长。在葡萄糖消耗殆尽后,大肠杆菌能够以醋酸及乳酸为碳源进行代谢,因此在培养基中...     

嗜热乳酸杆菌T-1发酵特性的研究

对产L-乳酸的一株细菌T-1进行了营养缺陷型的初步鉴定，并对其发酵特性进行了研究?初步鉴定出蛋白胨中的某些物质是它的生长因子。培养基中加入蛋白胨后，在同样时间下比不加蛋白胨时菌体量明显增长；蛋白胨含量为15g／L时，发酵L-乳酸产量达到85．0g／L，比不加蛋白胨时的产量提高了48％；转化率为81．0％，比不加蛋白胨时的转化率提高了25％，从其发酵特性试验得出了T-1的最适发酵条件。发酵液中L乳酸的纯度为99．396。     

酵母粉质量浓度对德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201分批发酵动力学的影响

比较了德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.9201在不同生长阶段的生长速率和产酸速率,分析了在乳清培养基中添加不同质量浓度酵母粉（0～20g/L）对该菌株分批发酵动力学参数的影响。结果表明：不论添加酵母粉与否,KLDS 1.9201的增殖速率和产酸速率均成正比例递增关系。随着酵母粉质量浓度提高到10g/L,KLDS 1.9201生长偶联期的持续时间由6 h缩短至4h,最高生长速率达到1.28g/L·h,在3h减速期内产生的乳酸量几乎占总产量的39％。但酵母粉添加量超过20g/L时对菌体生长反而有一定抑制作用。     

糖蜜的可发酵性与制氢条件

为了提高糖蜜的可发酵性和氢转化率,采用批式发酵法研究了糖蜜前处理过程和发酵条件对Ethanoligenens sp B49生长和产氢的影响。结果表明去除煮沸驱氧过程可以大大提高Ethanoligenens sp B49发酵糖蜜产氢的性能和糖蜜的氢转化率。Ethanoligenens sp B49细胞生长和产氢的最佳COD为20.6g/L,可发酵糖蜜的最大耐受COD为41.2 g/L,酵母粉可以大大提高糖蜜的生物可利用性和比产氢率。COD为20.6g/L,外加酵母粉浓度为4g/L是Ethanoligenens sp B49发酵糖蜜产氢的最佳条件,单位体积产氢量达到78.97mmolH2/L培养基,比对照提高了76.2%。本研究改进糖蜜发酵前处理方法和发酵条件,可以大大提高了糖蜜制氢的生物可发酵性和比产氢率。     

Zymobacter palmae菌株发酵甘露醇生产乙醇的条件优化

在250ml三角烧瓶中进行Zymobacter palmae菌株发酵不同浓度的甘露醇生产乙醇的实验。实验先以浓度为20.0g/L、40.0g/L、60.0g/L、80.0g/L的甘露醇进行发酵实验确定出最适培养基组分,然后通过正交试验确定出最佳发酵条件。结果表明,最适发酵培养基为：甘露醇20.0g/L,酵母膏0.5g/L,MgSO4.7H2O 0.1g/L,KH2PO42.0g/L,K2HPO47.0g/L,（NH4）2SO4 1.0g/L,pH值6.0;最佳发酵条件为：摇床转速150r/min,温度28℃,发酵液体积150ml。在最佳发酵条件下,乙醇的最大产量为0.429g乙醇/g甘露醇。     

Fermentation of xylose to produce ethanol by recombinant <Emphasis Type="Italic">Saccharomyces cerevisiae</Emphasis> strain containing <Emphasis Type="Italic">XYLA</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">XKS1</Emphasis>

Fermentation of the pentose sugar xylose to produce ethanol using lignocellulosic biomass would make bioethanol production economically more competitive. Saccharomyce cerevisise, an efficient ethanol producer, cannot utilize xylose because it lacks the ability to convert xylose to its isomer xylulose. In this study, XYLA gene encoding xylose isomerase (XI) from Thermoanaerobacter tengcongensis MB4T and XKS1 gene encoding xylulokinase (XK) from Pichia stipitis were cloned and functionally coexpressed in Saccharomyces cerevisiae EF-326 to construct a recombinant xylose-utilizing strain. The resulting strain S. cerevisiae EF 1014 not only grew on xylose as sole carbon source, but also produced ethanol under anaerobic conditions. Fermentations performed with different xylose concentrations at different temperatures demonstrated that the highest ethanol productivity was 0.11 g/g xylose when xylose concentration was provided at 50 g/L. Under this condition, 28.4% of xylose was consumed and 1.54 g/L xylitol was formed. An increasing fermentation temperature from 30℃ to 37℃ did not improve ethanol yield.     

生产废水清液和二次凝水回用对燃料乙醇发酵的影响

为研究燃料乙醇生产废水回用的可行性,以燃料乙醇生产发酵过程中产生的清液和二次凝水为研究对象,分析其有机酸组成,并研究单一有机酸和经D318离子交换树脂处理前后的清液和二次凝水对酿酒酵母Saccharomyce cerevisiae NJ-2019生长和发酵生产乙醇的影响。结果显示,乙酸、乳酸、丙酸和柠檬酸是清液中的主要有机酸,乙酸和乳酸是二次凝水中的主要有机酸;乳酸和丙酸对酿酒酵母Sc.erevisiae NJ-2019的生长和发酵过程表现出显著抑制作用,其最低抑制浓度分别为7.0g/L和1.0g/L;清液和二次凝水分别直接回用时,清液对乙醇发酵过程的抑制作用更强;去除或者部分去除有机酸能使清液和二次凝水回用时的乙醇产量分别提高10.11%和9.85%。燃料乙醇发酵过程产生的清液和二次凝水具有回用的潜力,有利于实现乙醇生产过程节能减排。