用于生产酒精的木糖发酵菌株的筛选和驯化
菌株的筛选及其发酵生产乙醇的研究
4期赵磊等:秸秆降解菌株的筛选及其发酵生产乙醇的研究523表l刚果红培养基和滤纸条无机盐培养基复筛菌株的生长情况TablelTheg=wtheffectofeachstraincultivatedinfilter-paperinorganicsaltcultureilledil.RnandCongoredculturemediuln注:由于所筛菌多为真菌,所以会出现菌丝和孢子发生扩散的情况,形成多菌落。
培养起始时,以点样点为中心,呈圆形生长,直径随时问增大,培养至后期真菌气生菌丝体充满培养皿空间。
而孢子则平铺于刚果红培养基表面。
滤纸条溃烂程度的表示:+为液面上滤纸生长菌丝或孢子。
++菌丝或孢子增多,液面下滤纸开始溃烂,+++液面上滤纸布满孢子,液面下滤纸进一步溃烂,++++液面下滤纸基本成糊状,液面上滤纸下滑至液面,+++++滤纸基本成糊状。
++++++完全成糊状。
3.3菌株的胞内和胞外CMCA的比较对未知菌株进行胞内和胞外CMCA酶活检测如图l所示,可以看出通过直接离心培养物得到的粗Fig.1lmmedluhrandextracellularCMCAofeachstrainthethirdday酶液的酶活力大于通过细胞破碎获得的粗酶液,所以可确定所筛菌株的纤维素酶系都是胞外分泌型的。
这与大量报道真菌产生的纤维素酶多为胞外酶"1相符o3.4酶活比较结果所筛选菌株未知,不确定其产生的酶的性质,因此在两个条件下测定酶活,pH=4.8和pH=6.0。
根据国际酶活定义,lg固体酶(或lmL液体酶),在(50±1)℃,在特定pH条件下,1h水解底物,产生出相当于lmg葡萄糖的还原糖量,为一个活力单位,以一g(或vYmL)表示。
这里主要比较各种菌株降解所得粗酶液酶活力,参照国标,定义相对酶活,为每小时每lmL粗酶产生的1/.tg葡萄糖量为—个酶活力单位,记为一-llL或Uo第3天的酶活数据如图2,可以清楚看到,524太阳能学报30卷酸性条件下的CMCA和FPA普遍大于中性条件下的值。
发酵木糖产酒精菌株的筛选和驯化
J O U RN A L O F J I L I N I N S T I T U T E O F C HE MI C A L T E C HN 0 L 0 G Y
V0 l _ 3 O No . 7
2 0 1 3年 7月
1 3 2 0 0 0)
摘要 : 从 土壤 中筛选到一株 发酵 木糖 产酒 精 的菌株. 对该 菌株 进行 了形态 学 、 生理 生化 特性 的初 步鉴
定, 结果 表明 : 该菌株 为霉 菌属. 通过不 断驯化和筛选 , 该菌株在 3 %木糖 中发 酵的酒精 转化率 0 . 3 1 6 g / g , 为理论 值的 6 8 . 6 %.
Y E P D固体培 养基 : 酵母 粉 1 0 g / L , 蛋 白胨 2 0 L , 木糖 2 O L , 琼脂粉 2 0 g / L ,蒸 馏 水 1 L , p H 为5 . 0, 1 2 0 c I 二 灭菌 3 0 m i n .
收 稿 日期 : 2 0 1 3 06 - - 0 3
摇床培养 4 8 h , 摇速 1 4 0 r / m i n , 温度 3 0 ℃. 富集后 的菌液 依 次稀 释 至 1 0 ~、 1 0 ~、 1 0 浓度 , 每个 稀
基金项 目: 吉林 化工学院 2 0 1 2年度重点资助科技计划项 目 作者简介 : 李 力群( 1 9 5 5 . ), 男, 江苏苏州人 , 吉林化工学 院副教授 , 主要从事现代发酵技术方面 的研究
关 键 词: 木糖发酵 ; 酒精; 霉菌 ; 生长 曲线
文献标志码 : A 中图分类号 : Q7 8 . 4 1
生物资源是地球上最丰富的可再生资源. 随 着矿 产 资源 日渐 枯 竭 , 开 发 高效 转 化 可 再 生 纤 维 素物 质 的微 生物 技术 , 炼 制生 物燃 料 , 具有 极其 重 要 的意 义和 广 阔 的发 展 前 景 . 我 国农 业 生 产 中形 成 的各种 秸秆 , 每 年 约有 7亿 吨. 在 玉米 秸秆 等 植 物纤 维 水解 液 中木糖 约 占 2 5 % ~ 3 0 %, 木 糖 的充 分利用是植物纤维资源生产酒精经济可行性的关 键之一_ 1 j . 将木糖 转化为酒 精 , 在 理论上可 提高 酒精 产 量 2 5 % l 2 J , 因此 选 育 优 良的 木 糖 发 酵 酒
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建
木糖浓度测定利用 DNS比色法 ,参见文献 [ 16 ] ,
乙醇浓度利用 SBA 生物传感分析仪测定 (山东省科学
院生物研究所 ) 。
2 结果与讨论
2. 1 休哈塔假丝酵母的改良及发酵性能测定 2. 1. 1 乙醇驯化 1766 在乙醇浓度逐渐升高的木糖 生长培养基中培养 ,直至菌体不再正常生长 。结果表 明 , 1766在乙醇浓度 3%以下的驯化培养基中基本正常 生长 ,但转接到 4%的培养基后 ,长势明显减慢 。将菌 种在 4%的培养基中 ,经多批次 (每批次 4 ~5d)驯化 , 使菌体生长情况 得到 改 善 。保存 4%乙醇 驯 化 后的 176624菌种 ,在 176624的基础上开展进一步实验 。 将 176624与原代 1766 耐乙醇性能作对比 ,如表 1 所示 ,在 600nm 下测得的吸光度显示了菌体在 4%乙醇 浓度下的生长状况 ,可见 176624 对乙醇的耐受性明显 提高 。 2. 1. 2 紫外灭活及呼吸缺陷型选育 176624 在经过 紫外照射 10 s~20 s时 ,存活率在 20% ~40%之间 。确 定出紫外诱变的最佳时间段为 10 s~20 s。得到的突变 体在 TTC 培养基中进行筛选 ,选择 32 株白色菌落 (突
Time / h
0
1766
0
1766 24
0
24 0. 02 0. 457
48 0. 157 0. 596
72 0. 247 0. 732
2. 1. 3 发酵性能测定 将选育的 5 株呼吸缺陷型突 变体与亲本进行发酵实验 ,表 2对比了 1766野生型 ,乙 醇驯化 菌 株 和 呼 吸 缺 陷 型 的 发 酵 性 能 。突 变 体 5 ( 1766242Rd5)的发酵性能最优 ,在 96h 发酵达到终点 , 而其它菌株的发酵终点都在 132h 以上 。突变体 3 和 26发酵时降糖速率慢 ,乙醇产量低 ,为负突变菌株 。经 乙醇驯化后的酵母在乙醇产率上要高于野生型 ,突变 体 5的乙醇产率则高于乙醇驯化型 ,副产物木糖醇含 量较低 ,而且在发酵时间方面优于野生型和乙醇驯化 型 。故融合采用的木糖亲本为呼吸缺陷型 5。
木聚糖酶产生菌的筛选、发酵条件和酶纯化的研究的开题报告
木聚糖酶产生菌的筛选、发酵条件和酶纯化的研究的开题报告一、选题背景及意义木聚糖酶是一种可以降解木质素和纤维素等复杂聚合物的酶,广泛用于木浆漂白、造纸、饲料添加剂等方面。
目前已有一些来源于真菌、细菌和微生物的木聚糖酶被应用于工业生产中,然而成本较高、酶活性不稳定等问题仍限制了其进一步开发和应用。
因此,筛选、发酵条件和酶纯化的研究对于开发高效、稳定、低成本的木聚糖酶具有重要意义。
二、论文研究内容本论文将以筛选、发酵条件和酶纯化的研究为主要内容,包括:1、从自然环境中筛选出木聚糖酶产生菌,并通过形态学、生理学、分子生物学等手段对其进行鉴定和分析。
2、优化木聚糖酶产生菌的培养基和发酵条件,包括碳源、氮源、培养温度、pH 值等参数的优化,以提高其酶活性和产酶量。
3、对发酵液进行酶的提取、分离和纯化,包括异丙醇沉淀法、离子交换层析和凝胶过滤层析等技术的应用和比较,以获取高纯度的木聚糖酶。
三、研究方法本研究将主要采用以下方法:1、从自然环境中进行样品采集和预处理,包括土壤、水体、动物消化道等多种来源,采用琼脂平板培养、液体培养等方法筛选出木聚糖酶产生菌。
2、优化木聚糖酶产生菌的培养基和发酵条件,采用单因素试验和正交试验等方法,以提高其酶活性和产酶量。
3、对发酵液进行酶的提取、分离和纯化,包括异丙醇沉淀法、离子交换层析和凝胶过滤层析等技术的应用和比较,采用SDS-PAGE和酶活性测定等方法对酶进行分析和判定。
四、预期结果和意义本研究的预期结果是从自然环境中筛选出高效产酶的木聚糖酶菌株,并优化其培养条件,提高其酶活性和稳定性;同时,通过对酶的提取、分离和纯化,获取高纯度的木聚糖酶,并对其进行初步的性质和功能分析。
这些预期结果将为开发高效、稳定、低成本的木聚糖酶奠定基础,具有重要的应用价值和推广意义。
发酵木糖高产乙醇酵母菌株的选育
Mu ain B e d n fF r n ai gXyo e Hih yed E h n l a tSr i s tt r e i go eme tt ls g - il t a o o n Ye s tan
产木聚糖酶菌株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化
废弃物。所以,纤维素乙醇是未来发展的必然方向【21。
木质纤维素包括纤维素、半纤维素、木质素。利用木质纤维素制燃料乙醇主 要途径是先把木质纤维素中的纤维素和半纤维素部分降解为单糖,再利用酵母发 酵单糖产燃料乙醇。木质纤维素降解为单糖的效率低是制约其工业化利用的因 素。因此,筛选高效降解纤维素或半纤维素的菌株是解决问题的途径之一。本课 题主要针对半纤维素的降解问题展开试验研究。
厦门大学 硕士学位论文 产木聚糖酶菌株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化 姓名:陈和秀 申请学位级别:硕士 专业:化学工程 指导教师:徐方成 20080601
摘要
我国生物质资源丰富,通过生物转化法将生物质转化为能源,既清洁又环保, 可部分替代化石能源,减少温室气体排放。生物质能源化主要包括生物质分解和 生物质转化两个关键步骤。在生物质分解阶段,如何提高半纤维素分解效率是关 键,选育高效分解半纤维素的菌株对生物质开发利用有重要意义。 本试验先以自制蔗渣半纤维素为唯一碳源,从垃圾场土壤样品中分离到6 株分解半纤维素的菌株,通过比较固态发酵产木聚糖酶活力,确定l株木聚糖酶 活力较高的菌株。然后,以该菌株为研究对象,对该菌株的孢子和菌丝进行显微 形态观察,发现其形态具有曲霉(Aspergillus sp.)特性。对该菌株18S rDNA序 列进行分析,结果显示该菌株l 8S rDNA序列与曲霉的同源性达97%。根据菌株 形态学分析和18S rDNA序列分析的结果,将该菌株鉴定为曲霉,并命名为曲霉
1.1半纤维素
厦门大学硕士学位论文:产木聚糖酶荫株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化
1.1.1半纤维素的组成 半纤维素的来源广泛,是自然界中含量仅次于纤维素的可再生资源,大量存 在于在植物纤维中。我国的生物质资源极为丰富,每年仅农作物秸秆的产量达 5.7×108t,森林面积达15800多万公顷,森林蓄积量为1.1×106多万立方米【3】o 表1.1为几种原材料中半纤维素的含量【41。
酿酒酵母代谢木糖工程菌的构建
酿酒酵母是一种常见的微生物,具有将糖类转化为酒精和二氧化碳的能力,因此被广泛用于酿酒和制作面包等食品。
但是,传统的酿酒酵母只能利用葡萄糖、果糖等简单的糖类,而不能利用木糖。
因此,为了提高酿酒酵母的利用率和产率,需要构建能够代谢木糖的工程菌。
构建酿酒酵母代谢木糖工程菌的方法包括以下步骤:
1.筛选能够利用木糖的菌株:从自然界或实验室保存的菌种库中筛选出能够利用木糖的菌株,并进行鉴定和筛选,选择具有较高木糖利用率的菌株。
2.克隆木糖代谢相关基因:从能够利用木糖的微生物中克隆出木糖代谢相关基因,并将其转移到酿酒酵母中。
3.构建工程菌:通过基因工程技术将木糖代谢相关基因插入酿酒酵母的染色体或质粒中,并筛选出具有木糖代谢能力的工程菌。
4.鉴定和筛选:对构建的工程菌进行鉴定和筛选,选择具有较高木糖利用率和产率的工程菌。
在构建酿酒酵母代谢木糖工程菌的过程中,需要注意以下几点:
1.选择具有较高木糖利用率的菌株,以保证工程菌具有较高的产率和利用率。
2.选择适当的基因工程技术,以保证基因的表达和调控。
3.注意工程菌的安全性和稳定性,以保证生产过程中的安全和稳定。
总之,构建酿酒酵母代谢木糖工程菌可以提高酿酒酵母的利用率和产率,具有重要的应用价值和研究意义。
高效代谢木糖产乙醇的酵母菌株的选育
HAN — i, Li l TU e — ng, Zh n do 2YEKa LIYo g e g , i, n -fn CHEN o y ZH AO a , U i Ga - un , Yu n。LI M n。
木糖 的乙醇发酵一直被人们视为植物纤维原料生物转化生产 乙醇 的关键因素I 但 自然界中缺少能将上述生物质有效转化 S 1 。 为 乙醇 的微生物菌 种。 以培育优质 、 所 高产 的微生物菌株 十分
发展前景 的可再生清洁能源之一… 微生物原生质体 融合起源 。 于 2 世纪 5 0 0年代 , 又称细胞融合技术 , 指两种不 同的亲株 是 酶法去壁后 , 到的原 生质体 ( )置于高渗溶液 中 , 得 球 , 在一定 融 合剂 的促 融作用下 使两 者相互凝 集并发 生细胞之 问 的融 合 , 而导致基 因重组 , 进 获得新菌株的育种方法[ 与其他 育种 2 1 。 技术相 比, 具有杂交频率较高 、 受接合型或致育 型的限制较小 和遗传物质更为完 整,并且存在着两株以上亲株 同时参 与融 合形成融合子的可能性等优点I 提高菌株产量 和品质 的潜力 , 较大。 原生质体融合方法主要有 : 硝酸钠 、 高钙高 p P G法 、 H、E 电击 法等 , 其中简便 经济且 较为常用的方法为 P G融合 法和 E 电击融合法[ 4 1 。诱变技术是微生物育种的另一有效途径 ; 紫外
关 键词 : 木糖 ; 乙醇 ; 生质 体 融 合 ; 变 育种 原 诱
中图 分 类 号 : 3 . ;S 6 .1 S6 ,5 S 6 . Q9 9 7T 2 1 ; 2 11; 2 2 9 1T T 2
文 献 标 识 码 : B
优良酵母菌的筛选、鉴定及发酵生产乙醇的研究
优良酵母菌的筛选、鉴定及发酵生产乙醇的研究高瑞芳;李国栋;张建国【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)010【摘要】从几种可能富含发酵木糖-葡萄糖酵母菌的材料中分离得到68株酵母菌,分别对其发酵、产乙醇、耐乙醇、木糖利用及木糖-葡萄糖发酵能力进行研究,筛选出发酵木糖-葡萄糖能力较强的酵母菌株.通过镜检观察、耐渗透压、耐受pH值、同化碳源和氮源试验,研究筛选菌株的形态和生理特性,并通过26S rRNA序列测定及系统进化分析对其进行分子鉴定,最后利用木糖-葡萄糖发酵培养基进行产乙醇试验.结果表明:分离菌株中S3和Y4菌株发酵木糖-葡萄糖能力较强,经分子鉴定分别为异常毕赤酵母(Pichia anomala)和热带假丝酵母(Candida tropicalis).菌株Y4和对照菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisia)(N)产乙醇能力显著高于菌株S3(P<0.05),且菌株Y4和N间无显著差异(P>0.05);而S3与N组合其乙醇产量显著高于菌株Y4,N,S3单独及Y4与N组合,但显著低于S3与Y4组合及S3,N,Y4三者组合(P<0.05),其中三者组合的乙醇产量最高,为39.74g/L.【总页数】7页(P1569-1575)【作者】高瑞芳;李国栋;张建国【作者单位】华南农业大学农学院,农业部能源植物资源与利用重点实验室,广东广州 510642;华南农业大学农学院,农业部能源植物资源与利用重点实验室,广东广州510642;华南农业大学农学院,农业部能源植物资源与利用重点实验室,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】TK6;S216.2【相关文献】1.发酵刺梨干红酵母菌的鉴定及优良菌株的筛选 [J], 曾海英;谭书明;刘永翔2.发酵刺梨干红酵母菌的鉴定及优良菌株的筛选 [J], 谭书明;曾海英;刘永翔3.生物质气化气发酵生产乙醇优良菌株的筛选 [J], 王风芹;张炎达;谢慧;彭一丁;宋安东4.佛手果醋乙醇发酵优良酵母菌的选育及鉴定 [J], 朱佳琪;李崎;郑飞云;杨悦;王金晶;刘春凤;钮成拓;王海鸣;杨惠成;李永仙5.自然发酵锦州小菜中优良酵母菌的筛选及鉴定 [J], 李默;曹凯欣;任广钰;张鹤男;姜锦惠;闫丹丽;乌日娜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
发酵生产中的菌株筛选和改良技术研究
发酵生产中的菌株筛选和改良技术研究随着生物技术的不断发展,发酵制品在我们生活中的占比日益增大。
从食品到医药,发酵都扮演着重要的角色。
而发酵过程中的菌株就扮演着关键的角色。
因此,菌株的筛选和改良技术已经成为了发酵工程中的一个重要组成部分。
发酵工程中菌株的筛选菌株的筛选是指通过对不同的微生物菌株的评价及比较,寻找到最适合该发酵过程的优良菌种,然后利用这些菌株来生产需要的发酵产品。
而在筛选菌株时需要对一系列性质进行评估,包括生长速度、代谢特性、对发酵物质的利用能力,以及生产产物的速率和稳定性等。
对于导致菌株差异的遗传改变,采用重组基因技术可以进行筛选。
例如,通过改变细菌的酶合成路线,可以计算出生产发酵产物所需的酶的合成比例,然后选择比例最合适的菌株。
此外,使用高通量筛选技术也是筛选菌株的一种有效方法。
它是利用现代生物技术手段,对大量不同的微生物菌株进行快速检测,通过筛选出最优良的生产菌株。
发酵工程中菌株的改良在筛选出优良菌株后,为了进一步提高其生产能力,需要进行改良。
菌株改良是指通过不同手段改变菌株基因、代谢途径等性质,从而获得更好的菌株。
常用的菌株改良方法包括突变育种方法、重组工程技术和基因编辑技术等。
突变育种是一种自然选择的过程。
通过不断的重复选择和分离,筛选菌株中具有有利基因突变的优良菌株。
例如,选择生长速度快、耐受能力强的突变体以获得更好的生产产物。
重组工程技术是一种更为精细的改良方法。
在该方法中,将外源基因导入到受体菌体中,从而改变其基因组、代谢途径,提高其生产能力。
基因编辑技术同样是一种重要的菌株改良方法。
主流的基因编辑技术包括CRISPR/Cas9和基因剪切。
这些技术使得研究人员能够针对菌株的基因组进行精确的编辑和修改,从而提高其生产产物的产量和质量。
此外,这些技术也为研究人员提供了探索新颖新型发酵微生物的工具和平台。
改良菌株的同时需要考虑改良过程中的副作用。
因为任何一种改良方法都会对微生物细胞造成一定的损伤。
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建1大型发酵木糖生产乙醇的重要性木糖醇是一种重要的植物多糖,它在植物体中普遍存在。
木糖醇还具有多种特殊性质,如抗氧化、保湿、抗菌、调节肠道微生物等,因而在食品和药用原料的微生物发酵制备中有广泛的应用前景。
此外,由于木糖可以进行高效乙醇发酵,因此被广泛作为发酵乙醇的原料。
发酵木糖生产乙醇,需要一种高效且安全可靠的微生物酵母菌株。
最近几年来,微生物酵母菌株的构建已得到了巨大的发展,科学家们已经成功利用不同底物、条件和发酵方法,通过优化物种组成和进化,创造了一系列具有高效酶分解能力的微生物酵母菌株。
从而,大大推动了从木糖到乙醇的发酵过程的效率提高。
2高效木糖发酵乙醇生产酵母菌株的构建木糖发酵乙醇生产的细胞效率极其低,但是,借助于细胞进化和优化技术,可以构建出一系列具有较高糖醇酶活性的细菌株。
具体来说,一些条件如pH值、温度、溶剂浓度以及氧化还原性等可以优化发酵细胞中的糖醇酶,以便获得更高的木糖发酵酶系统,而这些变化可以通过基因工程技术或非基因工程技术,如重组酶系统、糖醇酶介导酶活性优化等方法实现。
目前已有许多从单细胞微生物中获得细胞株,并存在糖醇酶活性优化及产乙醇量增加的研究。
大多数研究发现,使用酶活性和发酵性能优化的多种细菌株,可以显著提高不同种类木糖的发酵收率,木糖酶的活性和发酵效率也随着酶系统特异性的增加而有所提高。
同时,基于木糖原料的制备和应用,可以使得发酵收率最大化,使得木糖生产乙醇的经济效益最大化。
3结论木糖醇是一种广泛存在于植物中的多糖醇,可以有效地用于发酵乙醇的生产,且它还具有许多独特的特性,如抗氧化、保湿、抗菌等。
此外,科学家们已经开发出了一系列可有效发酵转化木糖的高效微生物酵母菌株,这些菌株的制备技术,包括细胞进化与优化技术,基因工程技术和非基因工程技术等,使得木糖发酵处理能够受益于改善,从而提高乙醇产量,实现木糖原料高效利用和经济效益的最大化。
利用木糖-葡萄糖为原料产乙醇酵母的分离和筛选
摘要随着能源危机的日益加剧,化石燃料日益减少,国际原油价格不断上涨。
以纤维质原料生产燃料乙醇是目前国内外的研究热点之一。
其研究关键之一就是选育一株能有效利用各种糖底物,且高效产生乙醇的微生物菌种。
从3种土壤和植物叶片上分离到24株酵母菌株。
分别对它们的耐高温、木糖利用和产酒精能力进行了测定。
从中筛选到4株能在45℃下生长良好,能够利用木糖的产酒精酵母菌株。
关键词:高温酵母菌;木糖利用;酒精发酵A b s t r a c tAs the fossil fuel resources decreasing and the energy crisis strengthening in the world,ethanol fermentation using fibre resources has become a hotspot recently.The key point ofthis research field is microbial strain selection capable of producing ethanol from various From the three kinds of soil and plant leaves to 24 yeast strains isolated. Respectively, for their high temperature, xylose utilization and ethanol production capacity was determined. Can be selected from the four grew well at 45 ℃, can produce ethanol using xylose yeast strains.Key words:Candida tropicalis; xylose; xylito;l ethanol目录1前言 .......................................................................................................... 4错误!未定义书签。
利用木糖发酵高产酒精菌株的诱变育种和驯化研究
利用木糖发酵高产酒精菌株的诱变育种和驯化研究作者:赖颖郭翠等来源:《现代经济信息》2009年第19期赖颖闵伟红张大力吉林农业大学食品科学与工程学院 130118摘要:本文以热带假丝酵母作为出发菌株,进行了紫外诱变和驯化,利用木糖生产燃料酒精,以获得高产菌株。
通过实验得出:紫外诱变时最佳的菌液稀释倍数为10-4,最佳紫外照射时间为35s,通过三轮的紫外诱变育种进行筛选,获得酒精产量较高的菌株,其中突变株YⅢ27,酒精产率达到了6.78%,木糖利用率为71.1%。
对突变株Ⅲ27进行了驯化,驯化后的菌株,酒精产率提高到9.6%,木糖利用率达到了90.3%。
关键词:热带假丝酵母;诱变;木糖在全球环境恶化和能源危机日益严峻的今天,燃料乙醇作为一种可利用的绿色能源正逐渐成为各国能源发展的战略方向。
采用传统的以玉米、小麦等粮食为原料的发酵方法对粮食的需求量很大和成本高的缺点逐渐显现出来,己不能满足市场的需要。
尤其我国是个人口大国,粮食安全是关系到人民生活和社会稳定的重大问题。
所以我国在“十一五”计划中大力提倡用非粮原料生产燃料乙醇[1]。
我国以农作物秸秆为代表的木质纤维素类生物质资源十分丰富,年产量高达6亿多吨,大部分未能被有效利用,造成资源严重浪费。
木质纤维素的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。
在植物纤维素中,纤维素、半纤维素占木质纤维素质量的70%,纤维素和半纤维素必须经过水解分别形成六碳糖和五碳糖后,才能被微生物利用,发酵生产乙醇。
天然半纤维素水解产物的85-90%是木糖。
以植物纤维素原料中的木糖发酵生产乙醇,能使木质纤维素原料的乙醇发酵的产量在原有的基础上增加25%。
因此,实现木糖发酵生产乙醇是决定植物纤维资源生产乙醇经济可行的关键因素。
木糖过去一直被认为不能被微生物发酵成乙醇,Karczewska[2]第一次提出用木糖发酵乙醇,但这个发现未引起足够重视,直到1980年,wang等人提出木糖可被一些微生物发酵成乙醇。
具有高木糖消耗率的分离酵母菌株和使用所述菌株产生乙醇的方法[发明专利]
专利名称:具有高木糖消耗率的分离酵母菌株和使用所述菌株产生乙醇的方法
专利类型:发明专利
发明人:庄育泉,蔡秀虹
申请号:CN201310074168.2
申请日:20130308
公开号:CN103695329A
公开日:
20140402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明利用克隆和转化技术结合突变和菌株驯化技术来获得具有高木糖消耗率和乙醇产率的酵母。
用于本发明中的所述克隆和转化可将木糖代谢基因转化到酵母中以解决一些酵母菌株无法利用木糖产生乙醇的问题。
用于本发明中的所述突变和菌株驯化可提高木糖消耗率和乙醇产率以解决低消耗率和产率的问题。
通过组合上文所提及的技术手段,本发明意外地获得具有高木糖消耗率和乙醇产率的突变体。
申请人:远东新世纪股份有限公司
地址:中国台湾台北市10602敦化南路二段207号36楼
国籍:CN
代理机构:北京律盟知识产权代理有限责任公司
代理人:林彦
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高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建近年来,由于能源匮乏,以及燃料节约和环境保护的需求,研究及开发生物乙醇(biochol)的高技术交叉新兴产业受到了极大的重视。
由于酿酒酵母菌的低效发酵,对木糖生产乙醇的研究已成为近年来新型乙醇产业的重点,木糖可以正常有效的在酿酒菌中发酵,而且具有较高的发酵率,与传统糖更能减少产品成本。
目前,由于酿酒酵母菌低效发酵,生产乙醇的总量和效率是一个挑战。
因此,构建高效发酵木糖生产乙醇的酵母菌株一直是研究者们努力追求的目标。
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建首先涉及融合酶。
融合酶是一种把多种不同酶结合在一起的一种新型酶,它可以增加酵母菌的代谢能力,从而提高木糖的发酵效率。
融合酶的特殊性和复杂性给构建高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株带来了一定的挑战,如何有效利用融合酶作为工具进行木糖发酵,一直是研究者们面临的困难。
为了解决这一问题,研究者们提出了基因重组的技术,用来提高木糖的发酵率。
通过基因重组技术,可以修饰融合酶的活性,使其对木糖的发酵率更高,从而提高酵母菌的发酵效率。
高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建还涉及发酵条件的研究。
发酵条件是影响酵母菌发酵率的重要因素,只有完善的发酵条件,才能改善融合酶的细胞功能,从而提高木糖的发酵效率。
因此,研究者们需要对发酵条件进行系统研究,以构建高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株。
最后,研究者们还提出了基于转录抑制和表达抑制的技术,在发酵过程中可以抑制不必要的代谢途径,从而提高木糖的发酵率。
总的来说,融合酶修饰、发酵条件研究和基于转录抑制和表达抑制的技术,为构建高效发酵木糖生产乙醇的酵母菌株提供了有力的工具。
目前,发酵木糖生产乙醇的技术正在应用于新型乙醇产业,提高发酵乙醇的效率,为未来的可持续能源开发做出重要贡献。
综上所述,木糖发酵乙醇是研究者们最热门的课题之一,构建高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株不仅具有重要的理论意义,而且为新型乙醇产业的发展提供了有力的技术支持。
酒精发酵的菌种选育及工艺
由于世界各国特别是中国、印度和欧洲进一步加强对燃料酒精的重视,预计 世界的酒精产量在未来几年内还将持续以2%一3%的幅度增长。
吉林农业大学硕士学位论文
纤维质酒精发酵的苗种选育及发酵条件的研究
fermentation even more.
Earlier part of fermentation were inhibited at 10%total sugar concentration.Low
substrate density was beneficial tO improvement of ethanol OUtpUt.Utilization ratio 0n
石油危机的出现,引起了世界各国对未来能源供应不足的普遍担忧,虽然 核能、水利发电等可以提供大量的能量来源,但对于某些用途的能源,如汽车 燃料等,仍然急待开发。于是许多国家将目光转向酒精,重新评价了酒精发酵 工业。巴西、美国、法国等国已用甘蔗、玉米大量生产燃料酒精”1。。从人类 正在开发的许多产能技术和效益来看,酒精很可能是未来的石油替代物。酒精 作为燃料的益处有:产能效率高:在燃烧期间不生成有毒的一氧化碳,污染程 度远低于其他常用燃料所造成的污染:可通过微生物发酵大规模生产,成本相 对降低”。尽管80年代后,世界原油价格暴跌,但是21世纪面临的能源危机 严重性并没有减轻,因此从长远观点来看,发酵法生产酒精的前途是光明的。 一方面世界石油总量逐年降低,石油价格会回升;另一方面生物技术的发展将 使发酵酒精的原料从根本上得以解决,生产成本和能耗也会大幅度降低。
的“汽油醇计划”,的推动作用。巴西的酒精产量于二十世纪七十年代初的头五年内由
高浓度酒精发酵菌株的筛选及应用研究的开题报告
高浓度酒精发酵菌株的筛选及应用研究的开题报告
1. 研究背景
高浓度酒精发酵技术已成为工业生产中最常用的生物化工技术之一。
由于其具有高产、高效、低成本等优点,广泛应用于酿酒、饮料、化工
等领域。
为了提高高浓度酒精发酵的产率和效率,需要筛选出适应高浓
度酒精发酵的菌株,并探索其应用价值。
2. 研究目的
本研究旨在筛选出适应高浓度酒精发酵的菌株,并探索其应用价值,包括其在酿酒、饮料和化工等领域的潜在应用。
3. 研究内容和方法
本研究拟通过以下步骤实现研究目标:
(1)收集并购买高浓度酒精发酵菌株,并进行分离纯化。
(2)通过测定不同酒精浓度下不同菌株的生长情况,筛选出适应高浓度酒精发酵的优良菌株。
(3)进一步对选定的菌株进行酒精发酵实验,并比较不同菌株在高浓度酒精条件下的发酵效率和产率,并分析影响其发酵性能的因素。
(4)研究选定菌株的生理特性、代谢途径等基础性质,并探索其应用于酿酒、饮料和化工等领域的潜在价值。
4. 研究意义
本研究的结果将为高浓度酒精发酵技术的进一步发展提供理论和实
践基础,提高高浓度酒精发酵的产率和效率。
同时,通过对适应高浓度
酒精发酵的菌株的研究,探索其在酿酒、饮料和化工等领域的应用,将
为这些行业的创新与发展提供重要的科学支撑。
木质纤维素酒精发酵菌种的筛选
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 ,
分 搅拌 均匀 后 , 注 射 器 滴 加 到 2 的 C C2溶 液 用 % a1 2 )固定 化 细 胞 的 增 殖 : 制 成 的 固 定 化 菌球 将
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 。
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, 0
8 rm。 0p
C — —糖 浓度 , / 。 2 g L
KH2 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 u
s 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
木糖发酵菌株生产乙醇工艺条件的研究
木糖发酵菌株生产乙醇工艺条件的研究
赖颖;赵锦慧
【期刊名称】《中国酿造》
【年(卷),期】2011(000)006
【摘要】以从土壤中筛选得到利用木糖高产乙醇的菌株LJ-45为出发菌株,在不同的工艺条件下进行木糖发酵生产乙醇的研究.确定最佳优化发酵条件:发酵温度为30℃,pH值为5.0,转速为90r/min,接种量为8%,装液量为120mL/250mL.在此发酵最佳条件组合下进行木糖发酵试验,乙醇产量最大为15.17g/L,木糖醇含量为7.94g/L.
【总页数】3页(P134-136)
【作者】赖颖;赵锦慧
【作者单位】周口师范学院生命科学系,河南周口466000;周口师范学院生命科学系,河南周口466000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ920.6
【相关文献】
1.酵母属间融合构建高温发酵木糖生产乙醇优良菌株 [J], 钟桂芳;刘萍;郭雪娜;张博润;孙君社
2.酵母菌利用木糖发酵生产乙醇的研究进展 [J], 温晓瑜;王靖;王金玲;王欲晓
3.发酵木糖生产乙醇菌株的筛选与鉴定 [J], 胡海军;梁运祥;葛向阳
4.纤维燃料乙醇生产中木糖发酵的研究进展 [J], 曹秀华;阮奇城;林海红;胡开辉;孙
淑静;祁建民
5.杨木稀酸预处理液木糖发酵产乙醇工艺条件的研究 [J], 徐勇;顾依娜;范丽;勇强;余世袁;曾韬
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明 : 菌 为假 丝 酵 母 属 . 化后 , 此 驯 菌株 1 的 木糖 利 用 率提 高 了 2 . 3 , 8 1 5 酒精 产 率提 高到 9 7 . .5 关键词 : 糖 ; 木 酒精 ; 酵 ; 发 茵株 中 图 分 类 号 : 1 Q8 5 文 献 标 志 码 :A 文章 编 号 :l 7 — 4 6 2 1 ) 2 0 1 0 6 1 9 7 ( 0 0 0 —0 9 — 3
赖 颖 , 伟 红 张 大 力 闵 ,
( .吉林农 业 大学 食 品科 学 与工程 学 院 , 1 吉林 长春 ,3 1 8 10 1 ;
2 .周 口师 范 学院 生命科 学 系, 南 周 口, 6 0 0 河 4 60 )
摘 要 : 土 壤 中 筛选 出一 株 木 糖 发 酵 茵 株 1 , 对 该 茵进 行 形 态 学 、 理 生化 特 性 的 鉴 定 和 驯 化 . 果 表 从 8 并 生 结
1 材 料 与 方 法
1 1 材 料 .
1 1 1 土 样 . .
分别 采 自吉 林省 长春 市净月 公 园 、 吉林 省长春 市经 济开 发区及 吉林 农业 大学校 园.
1 1 2 培 养 基 ..
YE D液体 培养基 : P 酵母 粉 1 / , 白胨 2 0g L 蛋 O
作者 简 介 : 赖 颖 ( 9 1 ) 女 , 宁朝 阳人 , 教 , 士研 究 生 , 要 从 事 发 酵 工 程 方 向 的 研 究 18 一 , 辽 助 硕 主
9 2
周 口师 范 学 院学 报
21 0 0年 3月
摇床 培养 4 , 8h 摇速 1 0rmi , 4 / n 温度 3 0℃. 富集后
1 2 试 验 方 法 .
1 2 1 木 糖 发 酵 菌 的 筛选 . .
精, 可是 一直 到 2 0世 纪 8 O年代 才 被 重视 . 目前 到
为止 已经 有 1 0多种 微生 物能 够利 用木糖 , 中酵 0 其 母菌 的发 酵能力 是最 强 的. 本文 从 自然 界 中筛 选 出一 株利 用 木 糖发 酵 生 产酒精 的菌 株 , 其 进 行 了形 态学 、 对 生理 生 化 特 性 的鉴定 , 通 过 定 向驯 化 培 养 对所 得 菌 株 进 行 改 并 良, 为其 后续 研究 奠定基 础 .
mL, H 为 5 0 ¨ 5℃ 下 灭 菌 3 n p ., 0mi.
木 糖 驯化培 养基 : 木糖 2 / ~7 / 蛋 白 Og L 0g L, 胨 2 / 酵母 粉 1 / . 0g L, 0g L
1 1 3 主 要 仪 器 、 剂 和 测 定方 法 .. 试
糖. 采用 半纤维 质原 料生产 酒精 是缓 解能 源 紧张 的
经 济 的飞速发 展 , 口的快速增 长使 得各 种 资 人
源相对短 缺 , 其是 以石 油 为代表 的不 可再生 矿物 尤 质资源 . 多国家 都在进 行 可再生 能源—— 燃 料酒 许 精 的研究 , 以期 代 替 或部 分 代 替 汽 油. 国 人 口众 我 多, 耕地 面积 正在 不 断 减 少 , 食 供 给 的风 险 始终 粮 存 在 , 问题严 重影 响燃 料酒 精这一 新 能源产 业 的 此 健 康发展 和 国家粮 食 安 全 . 而 , 国 以农 作 物秸 然 我 秆 为代表 的木 质纤维 素类 生物 质资 源十分 丰 富 , 年 产量 高达 6亿 多 吨 , 大部 分 未 能 被 有效 利 用 , 焚烧 于 田间地 头 , 且 由于秸 秆 燃 烧 的 能量 利 用 率 低 , 而 造成 资源 严重 浪费 . 这些 富含纤 维素 和半 纤维 素 的 植物 原料 却是最 有 潜 力 的酒 精 生产 原 料. 因此 , 研 究纤 维素 类物 质生产 酒精 具有 重要 的意义 l . 中 _ 其 1 ] 的半 纤维 素 最 后 分 解 为 单 糖 , 主要 成 分 就 是 木 其
重要途 径之 一l . _ 实现木 糖发 酵生 产酒 精是 决定 植 2 ] 物纤 维资 源生产 酒精 经济 可行 的关键 因素 . 木糖 在过去 被认 为是 不能被 利用 产生酒 精 , 直 到 Kace k l 首次 提 出木 糖 可 以被 发 酵 生成 酒 rzws a 3
分 析天平 , 光光度 计 , 分 生化培 养箱 , 高压蒸 汽 灭 菌 器 , 级 洁 净工 作 台 , 气摇 床 , 转蒸 发 器 , 超 空 旋 酵母 浸 粉 , 白胨 , 蛋 木糖 , 琼脂 粉等 . 酒 精含量 的测定 采用 重 铬酸钾 比色 法 ; 木糖 含 量 的测定采 用 D NS显色 法 j .
收稿 日期 :0 9— 0—1 ; 回 日期 :0 9 1 1 20 1 7修 2 0 一l — l
1 2 1 1 菌 种初筛 . . . 取 1 0g土样加 入到装 有 9 0mL带有 玻璃珠 的 无 菌水 三角 瓶 中 , 荡 3 n 吸取 5 1 震 0mi , 份 OmL悬 浊 液分别 加入 至 9 P 液体 培养 基 中放 置 OmL YE D
第 2 7卷 第 2期
Vo. o 1 27 N .2
周 口师 范 学 院 学 报
J u n lo h u o r lUn v riy o r a fZ o k u No ma ie st
21 0 0年 3 月
M a . 01 r2 0
用于 生 产 酒 精 的 木 糖发 酵 菌株 的筛 选 和 驯 化
g L, / 木糖 2 / 蒸 馏 水 10 0mL H 为 5 0 0g L, 0 ,p .,
1 5℃ 下 D 固体培 养基 : P 酵母粉 1 / 蛋 白胨 2 0 g L, O g L, 糖 2 / 琼 脂 粉 2 / 蒸 馏 水 10 0 / 木 0 g I, 0g L, 0