耐高溫東方伊薩酵母乙醇發酵特性

唐濤（邵陽學院，湖南 邵陽 422000）

耐高溫東方伊薩酵母乙醇發酵特性

唐濤（邵陽學院，湖南 邵陽 422000）

乙醇燃料作為一種清潔能源具有可再生特性，在現代社會發展過程中，逐漸受到越來越廣泛的關注。筆者就分離自煙葉腐解物的乙醇發酵菌株HN-1的發酵特性進行了分析試驗，由生理生化特性實驗和分析生活鑒定可得，該菌株確定為東方伊薩酵母，可使用果糖及葡萄糖進行乙醇生產，但無法使用半乳糖以及木糖進行生產，耐高溫性良好，具有較高的實際應用價值。

耐高溫；東方伊薩酵母；乙醇；發酵特性

社會的進步和發展離不開能源的支持，但日益嚴峻的環境保護問題，限制著傳統的能源的發展，人們亟需更多的可再生清潔能源替代傳統能源，促進社會、經濟發展的同時，實現對生態的良好保護。纖維乙醇作為一種清潔能源，具有原料易獲得、可再生的特性，使用乙醇高溫發酵法制取，可有效減少發酵過程中的能耗和水耗。但由于傳統乙醇發酵菌株適宜溫度普遍低于36℃，限制了乙醇能源的發展。本文即對一種耐高溫乙醇發酵菌株相關發酵特性進行了探究，探究結果如下：

1 材料與方法

1.1 菌種

菌種選擇酵母菌株HN-1，分離自煙葉腐解物。

1.2 培養基

1.2.1 菌種活化培養基

該培養基由葡萄糖20.0g，酵母浸粉10.0g，和蛋白胨20.0g組成，將瓊脂粉20.0g加入固體培養基中，使用蒸餾水定容至1.0L，于115.0℃環境中滅菌15分鐘。

1.2.2 發酵培養基

本組實驗中，發酵培養基選擇葡萄糖乙醇發酵培養基，其中葡萄糖50.0~150.0g，蛋白胨5.0g，尿素0.2g，酵母粉3.0g，磷酸氫二胺0.1g，使用蒸餾水定容至1.0L，控制pH值為5.5，于115.0攝氏度環境中滅菌15分鐘。

纖維水解液發酵培養基，其中酵母粉、蛋白胨、尿素、磷酸氫二銨分別為3.0g/L、5.0g/L、0.2g/L、0.1g/L，玉米秸稈水解液1.0L，控制pH值為5.5，于115.0℃環境中滅菌15分鐘。

1.3 乙醇發酵

1.3.1 菌種活化

首先將HN-1接種到斜面培養基，在38℃環境下持續培養48小時，選取3環斜面活化菌種，轉移到裝有液體活化培養基（50mL）的三角瓶中，三角容量為250mL，在38℃、180r/min環境下，搖床培養10小時。

1.3.2 乙醇分批發酵

于三角瓶（300mL）中配置相應的葡萄糖乙醇發酵培養基，并做好滅菌工作，依照體積分數10.0%的接種量，接入已經培養完成的酵母種子液，總裝液量確定為240.0mL。完成上述操作后，將三角瓶放置于試驗設計溫度環境下靜置發酵，操作人員需每12小時，進行一次菌體細胞干質量、葡萄糖濃度以及乙醇濃度的測量。

1.4 試驗數據分析

本組實驗所得數據，首先通過DPSv7.05軟件進行相應的顯著差異性分析，乙醇產率和實際/理論轉化率可使用如下公式進行計算：

乙醇產率=（乙醇濃度-初始乙醇濃度）/（初始葡萄糖濃度-殘留葡萄糖濃度）

實際/理論轉化率=乙醇產率/0.511*100%

2 試驗結構與分析

2.1 菌種鑒定

經過液體活化培養基培養后，觀察細胞為橢圓形。菌液經稀釋后均勻涂于瓊脂板上，28攝氏度環境下培養48小時，觀察菌落顏色為乳白色，直徑約為4.0cm，中央存在突起，可以形成假菌絲。由碳源利用情況分析可得，該菌株可使用葡萄糖或果糖進行發酵，對于蔗糖和木糖等無明顯反應。

2.2 發酵特性分析

2.2.1 溫度影響

菌株在35℃、38℃、42℃以及45℃環境下進行靜置發酵，其實驗結果如下表所示。

表一 四種發酵溫度環境下的HN-1菌株發酵參數一覽表

綜合試驗現象分析，確定該菌株在高溫環境中，具有較快的乙醇生產速率，其中在38℃環境下，乙醇濃度達到最高值。

2.2.2 初始葡萄糖濃度對于HN-1乙醇發酵的實際影響

本組實驗中，設置有四個不同的葡萄糖濃度梯度，對于四組實驗而言，菌體均正常生長，隨著初始葡萄糖濃度的提升，發酵周期逐漸延長。實驗證明，在120g/L濃度下，葡萄糖的利用率及乙醇生產速率達到最高值。

3 結語

綜上所述，HN-1作為一種東方伊薩酵母，具有較高的耐高溫性質。在實際應用過程中，可較好地解決因菌株問題導致的發酵效率低等問題。試驗證明，該菌株在45℃以下具有良好的發酵性能，最適宜發酵濃度為120g/L。

[1]王風芹,付晨青,謝瑤嬛,謝慧,任天寶,宋安東.煙堿對東方伊薩酵母HN-1乙醇發酵的影響[J].食品與發酵工業,2016(05).

[2]劉超帝,繆禮鴻,陳瑾,劉蒲臨.耐高溫酵母菌的篩選及其乙醇發酵特性[J].食品科學,2016(19).

[3]王風芹,劉亞瓊,張瑞,汪媛媛,謝慧,宋安東.木質纖維素水解液副產物對東方伊薩酵母乙醇發酵的影響[J].生物工程學報, 2014(05).

[4]王風芹,汪媛媛,陶西,張瑞,謝慧,宋安東.耐高溫東方伊薩酵母乙醇發酵特性[J].農業工程學報,2014(03).

唐濤（1994-），男，漢族，云南曲靖。本科在讀，邵陽學院。研究方向：化學方向

陳浩（1989-），男，漢族，湖南邵陽，助教，碩士研究生，邵陽學院，食品工程