TTC在发酵木糖高产乙醇的休哈塔假丝酵母选育中的应用

TTC可以作为筛选发酵葡萄糖产酒精能力强的酵母茵的显色剂,但发酵木糖产乙醇的酵母茵的代谢和发酵途径与之相比都有所不同,本实验用TTC作为初筛显色剂筛选发酵木糖产酒精能力较强的休哈塔假丝酵母.紫外诱变后从TTC平板上挑取显红色菌株150株进行摇瓶发酵测定乙醇产量,得到的正突变率为29%,负突变率为10%;挑取显白色菌株100株,得到的正突变率为0,负突变率为56%.将紫外诱变后产量已经有所提高的突变株S28进行氮离子注入诱变,从TTC平板上挑取显红色菌株100株进行摇瓶发酵测定乙醇产量,得到的正突变率为20.05%,负突变率为10.14%,其中的部分突变株的产量相比S28又有所提高.可见TTC能将乙醇产量较低的菌株淘汰,筛选出乙醇产量高的休哈塔假丝酵母菌.     

发酵木糖高产乙醇休哈塔假丝酵母突变株的选育

木糖的乙醇发酵是利用木质纤维原料生产乙醇的关键环节。休哈塔假丝酵母是木糖发酵性能较好的天然酵母之一。研究中对Candida shehatae CICC1766进行了紫外诱变和离子注入诱变,力求选育出发酵木糖产乙醇能力强的假丝酵母。先将其进行紫外诱变,得到的突变株S28在木糖添加量为60g/L的条件下乙醇产量为2364g/L,相比原始菌株提高1498%,乙醇得率达到0394g/g(乙醇/木糖)。再对S28进行氮离子注入诱变,得到的突变株SY58乙醇产量为2508g/L,相比S28提高609%,乙醇得率为0418g/g(乙醇/木糖),达到理论得率的908%。进而对SY58菌株进行了5L罐发酵实验,乙醇产量达到2504g/L,得率为0417g/g(乙醇/木糖),同摇瓶发酵结果基本相同,并且发酵时间由原来的72h缩短到52h。     

运动发酵单胞菌和休哈塔假丝酵母混合发酵秸秆产乙醇

首先考察了运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis,Z.mobilis)和休哈塔假丝酵母(Candida shehatae,C.shehatae)分别利用葡萄糖或木糖为唯一底物时的乙醇发酵特性;其次,研究了单菌及双菌发酵混合糖(葡萄糖和木糖比例为3∶1)的产乙醇性能;在此基础上,考察了单菌和双菌培养应用于玉米秸秆发酵产乙醇的可行性。结果表明,Z.mobilis和C.shehatae的接种方式显著影响混合糖发酵产乙醇的效率,当分步接种发酵48 h后,乙醇产量达到最高,为25.77 g/L。当以60 g/L Na OH预处理的玉米秸秆为底物时,分步接种可高效利用秸秆酶解产物(葡萄糖和木糖)实现乙醇产量的最大值(22.34 g/L),提示Z.mobilis和C.shehatae分步接种发酵可最大化地发酵秸秆中的葡萄糖和木糖生产乙醇,有利于乙醇的高产率生产,可为实现纤维原料生产燃料乙醇的工业化提供参考。     

不同物理诱变方式对休哈塔假丝酵母产乙醇的影响

采用不同物理方式（紫外线、He-Ne激光和微波）对休哈塔假丝酵母（Candida albicans）进行诱变,结合致死率、正突变率、乙醇产量等试验,分析不同诱变因子对该菌株发酵木糖的影响。结果表明,三种物理诱变对菌株诱变能力有差别,具有代表性的紫外线突变株（ZW-6）、He-Ne激光突变株（HN-3）及微波突变株（WB-3）的乙醇产量分别为17.44 g/L、18.49 g/L和18.11 g/L,较原始菌株分别提高13.91%、20.77%和18.29%;乙醇得率分别为0.35 g/g、0.38 g/g和0.37 g/g,较原始菌株分别提高13.80%、23.17%和19.50%。与紫外线及微波各诱变菌株相比,He-Ne激光诱变菌株的正突变率高,激光照射10 min时,正突变率高达48.62%;He-Ne激光诱变菌株的木糖利用率、乙醇产量、乙醇得率均提高最多,提高的范围最大,分别较原始菌株提高1.69%～44.77%、13.12%～40.59%、29.73%～47.75%。因此,确定He-Ne激光为最佳物理诱变因子。     

耐酒精绿色木霉与休哈塔假丝酵母偶联固态发酵纤维素酒精的研究

研究耐酒精绿色木霉与休哈塔假丝酵母偶联固态发酵纤维素酒精的发酵条件,考察菌种混合比例、接种量、发酵温度与发酵时间对酒精得率的影响,结果表明,在固态酒精发酵过程中,菌种混合比例与发酵温度是影响酒精得率的关键性因素,最佳工艺条件是:绿色木霉与休哈塔假丝酵母菌种混合比例为1:1,接种量为15%,发酵温度为35℃,发酵时间132h。在此工艺条件下酒精得率为481ml/kg,酒精得率明显提高。     

秸秆制乙醇的休哈塔假丝酵母与酿酒酵母共混SSCF工艺优化

提出一种3阶段同步糖化共发酵(SSCF)工艺。采用0.9 mol/L丁酮溶液爆破法处理稻米秸秆,对休哈塔假丝酵母与酿酒酵母共混制乙醇工艺进行了优化与放大探讨。结果表明,用30 L通风发酵罐采用摇瓶发酵优化后的工艺条件,当爆破秸秆浓度8%(w/w);用15 U/g(绝干秸秆)纤维素酶、3.5 U/g(绝干秸秆)β-葡萄糖苷酶与12 U/g(绝干秸秆)木聚糖酶为混合酶酶解体系,在50℃搅拌下酶解25.1 h;接入8%酿酒酵母在37℃发酵34.1 h;再接入7.8%休哈塔假丝酵母在35℃、通风量0.3 L/(min·L)下混合发酵6 d时,乙醇收得率可达26.9 g/100 g(绝干秸秆),秸秆原料中葡萄糖、木糖能被分别利用91.4%与84.7%。该研究结果为无添加营养物发酵方法的应用以及木质纤维原料高效发酵转化为乙醇提供了参考。     

酵母属间融合构建高温发酵木糖生产乙醇优良菌株

通过单倍体分离和诱变获得 8株休哈塔假丝酵母 1 766和高温酿酒酵母G47的营养缺陷型突变株。并通过聚乙二醇 (PEG)和电诱导融合等方法 ,实现了能发酵木糖产生酒精的休哈塔假丝酵母和高温酿酒酵母之间的融合。融合子经DNA含量、细胞体积测定和稳定性能试验证明为稳定的融合子。F 71融合子能在 45℃下发酵木糖生产酒精 ,其在 45℃发酵木糖所产酒精体积分数为 1 .675 % ,其转化率为 68.8%。且与亲株比较 ,F 71的酒精耐受能力提高了 1 %。     

生物质发酵生产乙醇的研究进展

生物质是一种广泛存在的可再生资源,经发酵生产乙醇所用的天然生物质资源原料主要分为3类:糖、淀粉和纤维素物质.木质纤维原料发酵生产乙醇,要先对原料进行热机械法、自动水解法、酸处理法、碱处理法、有机溶剂处理法、生物法等预处理;发酵工艺方式有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵、同步糖化发酵法(SSF法)、非等温同步糖化发酵法和固定化细胞发酵法(NSSF法).用木糖发酵生产乙醇的微生物有管囊酵母(Pachysolen tannophilus)、树干毕赤酵母(Pichia stipits)和休哈塔假丝酵母(Candida shechatae)等.对利用生物质资源生产乙醇还应在纤维素酶、混合糖的发酵及生产工艺上进行深度的研究.     

发酵木糖生产乙醇菌株的筛选与鉴定

从花圃土和腐朽树皮中各筛选得到一株可以发酵木糖产生乙醇的菌株。乙醇产量分别可达到6.98g/L和6.05g/L。经过18SrDNA同源性的分析,菌株3鉴定为间型假丝酵母（Candida intermedia）,而菌株621则为热带假丝酵母（Candida tropicalis）。对其发酵木糖、葡萄糖和混合糖的产物蒸馏后用气相色谱分析,主产物为乙醇,纯度高,副产物少。两菌株为下一步的菌种基因改造工作提供了研究基础。     

利用木糖高产乙醇酵母菌发酵条件的研究

以蒙假丝酵母JS-73为出发菌株,逐渐增加底物中木糖浓度,对该菌株利用木糖产乙醇的能力进行了驯化,并优化该菌利用木糖生产乙醇的工艺和培养基成分.结果表明,驯化后,木糖利用率为67.21％,酒精产量达到7.41 g/L.确定了发酵培养基的最优组合为:木糖60 g/L,酵母粉0.6 g/L,K2HPO41.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.4 g/L,在该条件组合下,菌株JS-73的乙醇产量为10.27 g/L,是理论产量的37.21％.确定了发酵最优条件为:温度31℃,pH5,转速70 r/min,接种量11％,装液量120 mL/250 mL,在此条件下,乙醇产量达最高,为18.95 g/L.     

Candida shehatae 的纯化及其利用木糖和葡萄糖发酵的特性研究

通过对休哈塔假丝酵母TZ1 分离纯化以获取高产乙醇菌株,并对木糖、葡萄糖以及不同比例的混合糖发酵产乙醇进行实验研究。结果显示,筛选出的TZ8-13 对木糖和葡萄糖都有良好的发酵性能,糖浓度为60g/L 时的乙醇产量分别达到了21.6g/L 和24.2g/L,糖利用率分别为97.81%(72h)和99.13%(36h),较初始菌株TZ1 发酵木糖乙醇产量提高了55.38%、木糖利用率提高了19.54%;混合糖发酵存在糖的二次利用关系,TZ8-13 首先利用葡萄糖。木糖和葡萄糖比为1:1 时乙醇产量为22.8g/L。     

管囊酵母发酵生产乙醇的实验研究

嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus)As 2.1585可以直接发酵木糖产乙醇.研究了供氧水平、培养基初始pH值、接种量等条件对嗜鞣管囊酵母As 2.1585发酵产乙醇的条件.结果表明,在温度28℃、转速100 r/min条件下,嗜鞣管囊酵母发酵木糖产乙醇适宜在高好氧条件下进行,产乙醇的最适初始pH值为5.0,最适接种浓度2%,当水解液木糖浓度为3 g/100 mL时,最大乙醇浓度为0.8 g/100 mL,是理论得率的85%.     

不同条件对木糖酒精发酵菌种发酵性能的影响

对从自然界中筛选出一株能利用木糖产酒精的菌株1125-3进行发酵性能的研究,研究了不同条件下自筛菌生长和发酵的规律.自筛菌株定向驯化后对木糖的利用率可达92.92%,酒精得率达12.88%.菌株1125-3的最适生长温度为30℃、pH范围为4.6～5.0;最适发酵温度为37℃、pH为6.0左右,用尿素作为单一氮源,自筛菌1125-53的生长和发酵情况良好.自筛菌的混合糖发酵效果优于单纯木糖发酵,在2.5%葡萄糖与2.5%木糖做混合碳源发酵时,其酒精得率达到了纯葡萄糖发酵水平.     

双真菌偶联固态发酵纤维素酒精的研究

研究了耐酒精绿色木霉与休哈塔假丝酵母偶联固态发酵纤维素酒精的发酵条件,考察菌种混合比例、总接种量、发酵温度与发酵时间对酒精得率的影响。结果表明,在固态酒精发酵过程中,菌种混合比例与发酵温度是影响酒精得率的关键性因素,最佳工艺条件是：绿色木霉与休哈塔假丝酵母菌种混合比例1：1、总接种量15%、发酵温度35℃、发酵时间132h。在此工艺条件下酒精得率为481ml/kg,酒精得率明显提高。     

木薯发酵乙醇工艺的研究进展

木薯是一种重要的全球性作物,其块根富含大量的淀粉。在我国南部,木薯作为非粮作物有着重要的经济价值。简述了国内外木薯发酵乙醇工艺的研究进展,提出了木薯发酵工艺的发展对策。     

代谢木糖生产乙醇的基因工程菌研究进展

木糖广泛存在于林业及农业废弃物中 ,木糖发酵生产乙醇是再生资源的有效利用。文中报道了近几年来在利用基因工程菌发酵木糖生产乙醇方面的研究进展。重点介绍了大肠杆菌、酿酒酵母、树干毕赤酵母及运动发酵单胞菌的基因改造情况。     

新型产乙醇重组菌利用葡萄糖和木糖的乙醇发酵

对构建得到的新型产乙醇重组菌JM109(pEtac-PA)、947(pEtac-PA)利用不同浓度葡萄糖或木糖的乙醇发酵进行了初步研究。结果表明,重组菌的乙醇发酵受到发酵碳源的类型、发酵液中糖浓度、发酵培养基的装液量、发酵液的pH值、重组菌的宿主类型等多种因素的影响。以野生型菌株E.coli 947为宿主的重组菌947 (pEtac-PA)发酵产乙醇的能力和乙醇得率均高于JM109(pEtac-PA),尤其是在装液量加大、高浓度糖发酵以及利用木糖发酵时更加明显。     

向日葵秸秆发酵生产乙醇工艺的研究

研究了向日葵秸秆同步糖化发酵生产乙醇的最佳工艺条件.考察了不同预处理方法对秸秆处理效果的影响,确定1％ H2SO4处理为最佳预处理方法;通过单因素和正交实验,确定向日葵秸秆同步糖化发酵乙醇的最佳条件为:发酵时间120 h,料液比1:45,接种量4％,pH5.0,发酵温度35℃,在此条件下乙醇浓度为3.88 ％vol,还原糖利用率为96.16％.     

纤维乙醇发酵和脱水工艺的发展前景

纤维乙醇发酵菌株的选育影响糖的利用率,特别是木糖利用率的提高有利于乙醇产量的增加。作者综述了纤维乙醇发酵中发酵菌株、发酵工艺和脱水工艺的研究现状,分析它们的优缺点,并提出了未来纤维乙醇发酵和脱水工艺的研究方向。