木质纤维素酒精发酵菌种的筛选

生物化工的资料

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第2 4卷

第 2期

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阳

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学

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vo . 4. . 1 2 No 2Ap . 2 0 r .0 3

20 0 3年 4月

ACTA ENERGI AE OL S ARI NI S SI CA

文章编号：2 40 9 I0 3 0—2 80 0 5—0 6 2 0 )20 1—4

木质纤维素酒精发酵菌种的筛选李素玉， 陈新芳2田沈2王菊2杨秀山2,,,( .辽宁大学生命科学系，阳 1 0 3; .首都师范大学生物系，京 10 3 ) 1沈 10 6 2北 00 7

摘

要：对木质纤维素水解糖液进行酒精发酵，时代谢葡萄糖和木糖成酒精的 9个菌种以木糖为唯一碳源进行驯为同

化，中选出 3个菌株。并对 3个菌株进行固定化，行酒精发酵研究，从进以进一步阐明该菌株代谢葡萄糖和木糖成酒精的能力。以总糖利用率、萄糖和木糖利用率、精产率为指标，葡酒 3株菌具有较好的同时发酵葡萄糖和木糖成酒精的能力。P cyoe n o h| T C 37 8的总糖 (%葡萄糖和 2 ahsl t np is C 2 2 na iA 5%木糖 )用率达到了 8 .8 (6 )葡萄糖的利用率为利 50% 3 h,

9 .1 (6 )木糖利用率 8 .8 (6 )菌株 C dd hh t T C3 8 7的酒精产率达到理论值的 8 .1。 92% 3h, 0 3% 3h, ai se a eA C 4 8 a a 29%关键词：萄糖和木糖；精发酵；葡酒菌种筛选中图分类号： K1 T 6文献标识码： A

O引言 随着经济的迅速发展，传统能源短缺，切需要迫开发新的替代能源。因此，用生物质获得能源或利燃料显得格外重要。以作物秸秆、材加工废弃物木等这些大量存在的、价的木质纤维素为原料生产廉乙醇，是替代化石能源的重要途径。据报道在木质纤维素中约 3%为半纤维素，纤维素水解产物中 0半 约 9%为木糖 j 0。在木质纤维素的水解产物中，单糖的组成是葡萄糖、糖、露糖、乳糖、拉伯木甘半阿

3个菌株 (属于 P cyoe a n p i s和 C n ia分 ah sl tn o hl n u a dd

s e aad )并进行固定化细胞酒精发酵， 3

株菌 h h te e,对发酵木糖和葡萄糖成酒精的底物利用率、精产率酒和发酵周期进行了研究。

1材料和方法1 1菌种 .

本实验用 9个菌株，们是： a dd rpcl它 C n iat i i o asATCC 3 40 2 2,ATCC 3 6 25 4,ATCC 3 6 25 5,ATCC 3 6 25 7; Ca da h h t e di s e a a ATCC 3 88 4 7; Pa hy o e c s ln t n o ii ATCC 3 6 a n ph l s 2 91,ATCC 3 2 27 8; De r ba y— o c sp l mo ph sATCC 41 2;Sa h r my e 1 my e o y r u 2 7 c a o c s I一r r m 5 5。 a u 21 5

糖 J其中约三分之二为六碳糖，分之一为五碳，三糖 j。六碳糖 (萄糖、露糖和半乳糖 )葡甘由传统酿酒酵母可相当容易的发酵成酒精，五碳糖 (而木糖和阿拉伯糖 )不能由传统酿酒酵母发酵产生乙则

1 2培养基 (/ . g L)

醇 j。近年来的研究表明，些酵母菌和细菌可发有酵木糖产生酒精 j在发酵木糖产酒精的微生物，中， P c yoe a n p i s和 C n ias对 ah sl tn o hl n u a d p研究最 d3。

1驯化筛选培养基：糖2,白胨 5酵母汁3 )木 0蛋，。2 )液体生长培养基：糖 2,白胨 5酵母汁木 0蛋，3 )固定化细胞增殖培养基：糖 2,萄糖木 0葡 5,白胨 3酵母汁 2 5 C C2 . 5 Mg O . 5 0蛋， .,a1 2, S 4 2, 0 0KH2 Po42. 5。

多，有效的菌种是 P c yo ntn o hls C n ia更 ah sl a n p i, a dd e us e aad, i i siis推断为 C n i h h te h htee Pc a t t ( h pi a dd se aa a的有性型 ) Kly eo csmaxa u k, u v rmy e rin s和 C n ia 3 j add 中的一些种 J在 P c yoe a n p i s Pc i。 ah sl tn o hl, i a n u h siis C n i h h tee中， t t和 a dd se aad pi a以假丝酵母中的

4 )固定化细胞发酵培养基：糖 2,萄糖木

0葡 5, a 12 5 Mg O . 5 K P 42 5酵母提取 0 C C2 ., S 4 2, H2 O ., 0

C n iase aad a dd h h te e有较好的代谢木糖成酒精的发酵速率、酒精浓度和酒精产率。本试验通过对 9个菌株的驯化筛选，择出具有较高底物利用能力的选收稿日期： 0 2 1— 1 2 0—0 2

物 2 5蛋白胨 3尿素 0 2。 .,, .413培养方法 .

1 )驯化培养： 9株菌在只含木糖为碳源的驯化培将

基金项目：划项目(0 1 5 4 2 )计 2 0 AA 10 0

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李素玉等：质纤维素酒精发酵菌种的筛选木

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养集中进行驯化，据木糖利用率进行筛选。以木根

X= Cx (/ C2× 0 5 )× 1 0 .1 0%

糖利用率为指标，择出利用木糖产酒精的菌株。选然后将选择出的菌株在初始筛选培养基中进行了 3

式中： X——乙醇产率，;%C——测得的乙醇浓度，/ 1 g L;

个批次的驯化培养，次培养为 7 h条件为 3℃,每 2, 08 rm。 0p

C——糖浓度，/。 2 g L

2 )富集培养：经过驯化培养的菌株 1取 mL移入液体培养基中， 3℃, 5 rm培养 2。各取于 0 10p d 20 0 mL培养液，0 0p离心。将离心后的菌体接 8 0 rm种于液体培养基中，度为 2/ 0 mL浓 g 1 0。并用显微镜直接计数法进行菌量计数。1 4固定化细胞酒精发酵 .

2结果和讨论2 1菌株的筛选 .以木糖为唯一碳源，种 9个菌株，0接 3℃静置培养 4, d对菌株进行驯化，定残糖量，测以残糖量低并产生酒精者作为筛选的指标。从而筛选出 C dd ai as e aa h h t eATCC 4 7, c y o e a no h l 3 88 Pa h s l n t n p ii ATCC s

1 )固定化细胞的制备： 3℃, 5 r m, d的取 0 1 0p 2富集培养物 2 mL与 3%的海藻酸钠溶液 ( 8 ) 6 mL于

3 6 1 P c yoe a n p isAT C 3 7 8等 3个 2 9, ah sl tn o hl C 2 2 n i

菌株。分别属于休哈塔假丝酵母菌属 ( C AT C 3 8 7

和嗜鞣管囊酵母菌属 ( T C 3 6 1和 AT C 48) A C 2 9 C37 8。 2 2 )

常温下混合，加入 1 2 再 .%中， 4下静置固定 1 h于℃ 0。

o3在无菌条件下充，