一株利用木糖產乙醇酵母菌的發酵條件的優化

摘要：以實驗室保藏的一株發酵木糖產乙醇能力較強的酵母菌為研究對象，利用響應面法對其發酵條件進行了優化。最適發酵條件為溫度３０．０ ℃、ｐＨ ６．０、接種量１５．００％、靜置發酵２４ ｈ，理論獲得培養基中乙醇含量為１．４４７ ｇ／Ｌ。

關鍵詞：木糖；酵母；乙醇；響應面法

中圖分類號：Ｘ１７２；ＴＫ６ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０11）19－4038-03

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ A Ｙｅａｓｔ Ｓｔｒａｉｎ Ｆｅｒｍｅｎｔｉｎｇ Ｘｙｌｏｓｅ

ｔｏ Ｅｔｈａｎｏｌ

ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇ－ｌｏｎｇ１，２，ＪＩ Ｘｉａｎｇ１，2，ＣＡＩ Ｌｕ１，2

（1. Institude of Bioengineering and Technology， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ， Ｃｈｉｎａ； 2. Inner Mongolia Key Laboratory of Biomass-energy Conversion，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ ｙｅａｓｔ ｓｔｒａｉｎ ｔｈａｔ ｃｏｕｌｄ ｆｅｒｍｅｎｔ ｘｙｌｏｓｅ ｔｏ ｅｔｈａｎｏｌ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｆ ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ １５．００％， ｐＨ ６．０， ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔｉｎｇ ｆｏｒ ２４ ｈ ａｔ ３０．０ ℃， ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｃｈ １．４４７ ｇ／Ｌ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｘｙｌｏｓｅ； ｙｅａｓｔ； ｅｔｈａｎｏｌ； ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ

發展可再生能源，特別是生物能源是解決能源危機的重要手段，其中燃料乙醇由于其成熟的生產應用技術和豐富的原料來源成為世界各國首選的生物能源。燃料乙醇的生產原料中，木質纖維原料因其最為豐富和廉價而引起了廣泛的關注。木質纖維原料中半纖維素約占２０％～４０％［１－３］，８５％～９０％的半纖維素水解產物是木糖［４］，所以木糖的乙醇發酵被視為植物纖維原料生物轉化生產乙醇的關鍵［５］。以實驗室保藏的一株發酵木糖產乙醇能力較強的酵母菌為實驗對象，對其發酵條件進行了優化，以期為該菌株在木質纖維素燃料乙醇生產工藝中的應用奠定基礎。

１材料與方法

１．１材料

實驗用酵母菌為內蒙古科技大學生物工程與技術研究所篩選。

１．２方法

１．２．１菌種發酵時間的確定將菌種種子液５ ｍＬ接入裝液量為５０ ｍＬ的木糖發酵培養基［５０ ｇ／Ｌ木糖＋１０ ｇ／Ｌ（ＮＨ４）２ＳＯ４＋２ ｇ／Ｌ酵母粉＋２ ｇ／Ｌ ＫＨ２ＰＯ４ ＋１ ｇ／Ｌ ＭｇＳＯ４］ 的２５０ ｍＬ三角瓶中，３５ ℃、７０ ｒ／ｍｉｎ搖床培養，培養時間分別為２４、４８、７２ ｈ，反應結束后測定培養基中乙醇含量、木糖殘余量和木糖轉化率，確定其最佳發酵時間。

１．２．２菌種發酵的厭氧好氧實驗［6-8］將種子液１０ ｍＬ接入裝液量為１００ ｍＬ的木糖發酵培養基的２５０ ｍＬ三角瓶中，在３５ ℃分別靜置和７０ ｒ／ｍｉｎ搖床培養４８ ｈ，反應結束后測定培養基中乙醇含量、木糖殘余量及木糖轉化率，分析發酵特性。……