毕赤酵母发酵不同单糖产乙醇的研究.docxVIP

毕赤酵母发酵不同单糖产乙醇的研究

王靖;李智敏;谢纯良;严理;朱作华;胡镇修;彭源德

【摘要】以毕赤酵母CBS6054(Scheffersomycesstipitis)为试验菌株,用葡萄糖和半乳糖2种六碳糖,木糖和阿拉伯糖2种五碳糖分别作为惟一碳源进行发酵试验,测定毕赤酵母在不同培养基中的生长曲线、糖消耗情况、产物乙醇生成情况,由此研究该菌株发酵不同单糖的能力以及对应的产乙醇的潜力.结果表明该菌株对葡萄糖和木糖的发酵能力较强,且两者发酵情况相当;发酵半乳糖的能力居中;发酵阿拉伯糖的能力较弱.乙醇产量从高到低依次是葡萄糖、木糖、丰乳糖、阿拉伯糖.

【期刊名称】《湖北农业科学》

【年(卷),期】2016(000)003

【总页数】4页(P716-719)

【关键词】毕赤酵母(Scheffersomycesstipitis);五碳糖;六碳糖;燃料乙醇

【作者】王靖;李智敏;谢纯良;严理;朱作华;胡镇修;彭源德

【作者单位】中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205;中国农业科学院麻类研究所,长沙410205

【正文语种】中文

【中图分类】Q939.97

生物燃料乙醇是一种清洁型的可再生资源，可以通过微生物发酵生物有机质得到，是一种有发展前景的液体燃料。传统的乙醇生产是以粮食为原料，现在人们尝试以木质纤维素（如秸秆、谷壳、木屑等废弃物）为原料生产乙醇，每年全球产生的木质纤维素约占生物资源的一半，大约100～500亿t［1］，利用这部分资源不仅可以降低生产燃料乙醇的成本，还有利于保护自然环境，实现可持续发展。

木质纤维素中纤维素含量最多，占干重的45%，半纤维素含量次之，占干重的30%［2，3］。纤维素水解后生成葡萄糖，半纤维素水解后生成五碳糖（如木糖、阿拉伯糖）和六碳糖（如半乳糖、甘露糖和葡萄糖）。除葡萄糖外，若能充分利用木质纤维素中的木糖，可使乙醇产量再增加25%［4，5］。从自然界中筛选到的能利用木糖发酵产乙醇的酵母菌中，树干毕赤酵母（Scheffersomycesstipitis）具有较好的应用前景［6-8］。目前，鲜见关于此类酵母对多种单糖发酵效果的比较研究。利用毕赤酵母发酵不同单糖产乙醇，使纤维素水解液中的成分能得到充分利用，这对于降低燃料乙醇的成本，提高乙醇产量具有重要的意义。根据纤维原料水解后产生的单糖种类特征，本研究选取了2种六碳糖（葡萄糖和半乳糖），2种五碳糖（木糖和阿拉伯糖）分别作为培养基的惟一碳源，利用毕赤酵母CBS6054菌株进行发酵，记录发酵过程中菌株的生长情况和单糖的消耗情况，并测定发酵中对应的乙醇产量，为了解毕赤酵母CBS6054菌株对不同糖类的发酵特性、开发工业化的五碳糖和六碳糖共发酵产乙醇菌株奠定理论基础。

1.1材料

1.1.1试验菌株毕赤酵母CBS6054由中国农业科学院麻类研究所菌种资源库提供。

1.1.2主要试剂葡萄糖（阿拉丁试剂有限公司），木糖（上海楷洋生物技术有限公司），氢氧化钠（湖南汇虹试剂有限公司），亚硫酸氢钠（天津市大茂化学试剂公司）；阿拉伯糖、半乳糖、3，5-二硝基水杨酸、结晶酚、酒石酸钾钠均为国药集团化学试剂有限公司，均为分析纯。

1.1.3主要仪器电子分析天平（UX6200H型，日本岛津制作所）；立式压力蒸汽灭菌器［GR110DR型，致微（厦门）仪器有限公司］；气浴恒温振荡器（THZ-82B型，江苏金坛市医疗仪器厂）；离心机（TGL-16C型，深圳安科高技术股份有限公司）；细胞计数仪（TC20型，BIO-RAD公司）；电热恒温水浴锅（HH·SY21-Ni型，北京长源实验设备厂）；烘箱（上海福玛实验设备有限公司）；酶标仪（MultiskanGO型）、气相色谱仪（TRACE1300型），ThermoScientific公司；超纯水器（湖南科尔顿水务有限公司）。

1.2方法

1.2.1发酵液样品的制备按表1配制5种不同的培养基，装入三角瓶中，同一时间接种活化后的CBS6054菌液，在30℃180r/min的摇床中培养，发酵0、8、16、24、32、40、48、56、64、72h共10个时间点取样，取发酵液4mL于离心管中，10000r/min离心2min，把上清液转移到新的离心管中，保存于-70℃冰箱待测。

1.2.2生长曲线测定接种后在发酵0、8、16、24、32、40、48、56、64、72h共10个时间点，将培养液混匀后取10μL用细胞计数仪进行计数，每个时间做3次重复，取3次的平均值用于生长曲线的制作。

1