發(fā)酵甜高粱秸稈高產酒精酵母菌株的篩選與優(yōu)化

【摘要】： 在綜述了我國及世界能源現狀和利用甜高粱秸稈生產乙醇在內蒙古地區(qū)的優(yōu)勢基礎上,本文主要研究了利用低能N+離子束注入技術對酒精生產菌——酵母菌進行誘變處理,選育發(fā)酵基質的酒精產量提高的正突變菌株,為利用甜高粱秸稈發(fā)酵生產酒精的進一步產業(yè)化奠定基礎。主要研究內容如下: 1、用低能N+離子束注入技術選育高產酒精的酵母菌。首先研究了在能量10keV下,不同劑量的低能N+離子注入酵母菌對存活率和突變率的影響。其存活率曲線符合經典的“馬鞍型”曲線。重點考察了不同劑量N+注入酵母菌生產菌的誘變率以及與酒精產量的關系。當能量為l0keV,注入劑量為70、90×2.6×1013N+ion/cm2時,酵母菌的存活率為20%左右,正負突變率分別為50%左右;在此注入劑量下,進行多次離子注入誘變和大量篩選,獲得兩株穩(wěn)定高產菌株12#-70-11、12#-90-A1,傳代3次后其遺傳穩(wěn)定性較好,甜高粱汁發(fā)酵液的酒精含量分別提高了0.60%和2.92%。且誘變后的正突變菌株的發(fā)酵速率快于出發(fā)菌株。 2、正突變菌株12#-70-11、12#-90-A-1和出發(fā)菌株12#,經三因素四水平正交試驗方法,得到發(fā)酵最佳工藝條件為:發(fā)酵溫度為30℃,發(fā)酵液pH值為4.5,接種量為7%,發(fā)酵液的酒精含量分別為5.13%、5.02%和5.10%,殘?zhí)呛糠謩e為0.32%、0.32%和0.08%。 3、在最佳發(fā)酵條件下,分別進行液體和固體發(fā)酵,結果顯示:液體發(fā)酵和固體發(fā)酵終了時,正突變菌株的發(fā)酵液(基質)酒精含量較出發(fā)菌株有一定的提高,說明利用離子束誘變技術選育適于發(fā)酵內蒙古地區(qū)甜高粱秸稈生產酒精的酵母菌是有效的。 【關鍵詞】：甜高粱 酵母菌 低能N~+束注入 酒精 發(fā)酵工藝
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TQ223.122
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 引言7-18
• 1.1 燃料乙醇研究現狀7-9
• 1.1.1 世界能源現狀7
• 1.1.2 可再生能源的研究和利用現狀7-8
• 1.1.3 燃料乙醇的研究與發(fā)展現狀8-9
• 1.2 甜高粱秸稈發(fā)酵生產燃料乙醇現狀9-11
• 1.2.1 甜高粱的生物學特性9
• 1.2.2 甜高粱秸稈發(fā)酵生產燃料乙醇現狀9-10
• 1.2.3 甜高粱生產燃料乙醇工藝10-11
• 1.3 酵母菌11-14
• 1.3.1 酵母菌概述11-12
• 1.3.2 酵母菌的形態(tài)、菌落及其細胞構造12-13
• 1.3.3 酵母菌的繁殖方式13
• 1.3.4 酵母菌的分布13
• 1.3.5 酵母菌酒精發(fā)酵機理及發(fā)酵基質13-14
• 1.4 酵母菌育種研究進展14-15
• 1.4.1 傳統(tǒng)的酵母菌育種技術14
• 1.4.2 新型酵母菌育種技術14-15
• 1.5 低能離子束注入誘變育種研究15-16
• 1.6 菌種選育研究中存在的問題16
• 1.7 本課題的研究意義、內容和擬解決的問題16-18
• 1.7.1 本課題的研究意義16-17
• 1.7.2 研究內容及技術路線17
• 1.7.3 擬解決的關鍵問題17-18
• 2 材料與方法18-25
• 2.1 材料18-19
• 2.1.1 原料、菌種18
• 2.1.2 主要試劑、儀器和培養(yǎng)基18-19
• 2.2 方法19-25
• 2.2.1 試驗操作方法19-24
• 2.2.2 分析方法24-25
• 3 結果與分析25-40
• 3.1 出發(fā)菌株分離結果和生理特性結果25-27
• 3.2 出發(fā)酵母菌12#的生長曲線27-28
• 3.3 低能氮離子注入誘變酵母菌的最佳參數28-29
• 3.4 高產菌株的篩選結果29-30
• 3.5 高產菌株的遺傳穩(wěn)定性結果30
• 3.6 正突變菌株的生理特性結果30-31
• 3.6.1 熱死溫度的測定結果30-31
• 3.6.2 酵母菌耐酒精能力的測定結果31
• 3.6.3 糖類發(fā)酵試驗結果31
• 3.7 高產菌的發(fā)酵特性結果31-32
• 3.8 正交試驗優(yōu)化發(fā)酵工藝條件結果32-36
• 3.9 高產菌株實驗室發(fā)酵試驗36-40
• 3.9.1 甜高粱秸稈和汁液的成分分析36
• 3.9.2 高產菌株液體發(fā)酵試驗36-38
• 3.9.3 高產菌株固體發(fā)酵試驗38-40
• 4 討論與結論40-44
• 4.1 討論40-43
• 4.1.1 甜高粱秸稈、汁液成分分析40
• 4.1.2 干燥和真空條件對酵母菌存活率的影響40
• 4.1.3 關于馬鞍形曲線40-41
• 4.1.4 低能氮離子束誘變后菌種的篩選41
• 4.1.5 離子束誘變后菌種的穩(wěn)定性41-42
• 4.1.6 固體發(fā)酵和液體發(fā)酵工藝的優(yōu)化42-43
• 4.2 結論43-44
• 5 展望44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻46-51
• 附錄51-56
• 作者簡介56

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