一株直接利用菊芋产乙醇酿酒酵母的分离及产发酵乙醇条件的优化

摘要

菊芋由于具有抗贫瘠、抗寒、抗旱、廉价等优越性,从诸多发酵产乙醇及其他生物燃料的底物中脱颖而出,逐渐成为研究的热点.然而,能够通过自身分泌的菊粉酶直接将菊粉中果聚糖(菊糖)转化为乙醇的菌株为数不多.本工作从菊芋根际土样中分离纯化出一株能够彻底降解菊糖的酿酒酵母菌株L610.薄层层析及气相色谱结果表明,L610能够有效同化未经酸法或酶法预处理的菊糖,将其中聚合度为3-60的果寡糖转化为乙醇.结合单因素及相应面法对L610直接利用菊糖产乙醇的培养基组成在摇瓶水平上进行了优化,确定最优组成为:菊糖130 gl-1、酵母粉5.0 gl-1、蛋白胨25.45 gl-1、MgSO4·7H2O 1.20 gl-1、MnSO4·4H2O 0.020 gl-1、CaCl2 0.120 gl-1、KH2PO4 0.50 gl-1、FeSO4·7H2O 0.0107 gl-1、ZnSO4·7H2O 0.990 gl-1.根据摇瓶优化结果,利用四联式小型发酵罐对溶氧条件进行了初步探索,结果表明,发酵前12小时提供50％溶氧后停止供氧条件下的乙醇产量最高,达到55.03 gl-1,约为理论产量的80％.同时,推测L610直接利用菊糖产乙醇的机理为该菌株可能分泌胞外菊粉酶,该酶的纯化及酶学表征工作正在进行中.本工作对于利用廉价原料生产生物燃料具有重要的研究价值.