以菊芋为原料的酒精发酵研究

论文摘要

本实验选用多种不同的培养基,经过广泛的初筛、复筛,得到了14株产菊粉酶的微生物菌种,其中酶活力最高的菌株为B02,其I（内切酶）、S（外切酶）值分别为:4.34U·mL-1,5.97U·mL-1。经过对其平板菌落形态的观察以及显微观察等将B02初步鉴定为青霉属菌株。为了获得一株能够直接利用菊芋来进行酒精发酵的融合菌株,选择适宜的原生质体制备与融合条件,将自行筛选所得的一株高产菊粉酶的青霉菌B02与酿酒酵母进行原生质体融合,将菊粉酶基因引入酿酒酵母,使杂交后代具有直接利用菊粉制造酒精的能力,经选择性检出融合子,对其产酶能力、产酒精能力进行测定,进而对其遗传稳定性进行研究,最终筛选出一株各项性能较优的融合菌株R8。酒精发酵试验结果显示,其产菊粉酶能力为:I:8.79,S:25.09,发酵菊粉的酒精得率为41.16%,原料糖分利用率为75.52%,酒精含量为31.6g·L-1。将试验筛选出的融合菌株R8进行酒精发酵条件优化,经过6个单因素试验和正交试验,得到的优化条件为:160g·L-1JAE（菊芋提取液）,25g·L-1BE（牛肉膏）,8g·L-1NH4H2PO4,0.1g·L-1ZnCl2,pH6.0,30℃,转速180rpm。最终酒精得率为46.30%,原料糖分利用率达到84.96%。利用响应面优化数据处理软件Design-Expert对培养基碳源、氮源做进一步的分析优化,得到的培养基碳源、氮源浓度分别为:150.70g·L-1JAE,35.67g·L-1BE,15.08g·L-1NH4H2PO4,最终酒精得率为51.46%,原料利用率为94.8%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 菊粉
• 1.1.1 菊粉的生理功能
• 1.1.2 菊粉的炼制
• 1.1.3 菊粉的生物转化
• 1.2 菊粉酶
• 1.2.1 菊粉酶分类
• 1.2.2 菊粉酶来源
• 1.2.3 影响微生物合成菊粉酶的因素
• 1.2.4 菊粉酶的应用
• 1.2.5 菊粉酶的研究
• 1.3 原生质体融合技术
• 1.3.1 原生质体融合技术的原理
• 1.3.2 原生质体融合技术的研究进展
• 1.3.3 原生质体融合技术在酿酒酵母育种上的应用
• 1.3.4 原生质体融合技术的应用前景及存在问题
• 1.4 以菊芋为原料的酒精发酵研究现状
• 1.4.1 先糖化后发酵技术与同步糖化发酵技术
• 1.4.2 固定化细胞连续发酵技术
• 1.5 响应面优化法
• 1.6 本课题立题意义和研究的主要内容
• 第2章 产菊粉酶菌株的筛选
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 样品来源
• 2.1.2 筛选培养基
• 2.1.3 试剂
• 2.1.4 仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 筛选实验
• 2.2.2 粗酶液的制备
• 2.2.3 酶活的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 筛选结果
• 2.3.2 果糖标准曲线的绘制
• 2.3.3 酶活测定结果
• 2.3.4 菌种鉴定
• 2.4 结论
• 第3章 原生质体融合
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 菌种
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 试剂
• 3.1.4 仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 菌种活化与扩大培养
• 3.2.2 离心洗涤、收集细胞
• 3.2.3 原生质体制备
• 3.2.4 原生质体再生
• 3.2.5 酵母菌原生质体形成率和再生率的测定
• 3.2.6 原生质体融合
• 3.2.7 融合子的鉴定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 原生质体制备条件的选择
• 3.3.2 酵母菌原生质体形成率和再生率的测定
• 3.3.3 原生质体的融合及融合子的检出
• 3.3.4 融合子性能测定及筛选
• 3.4 结论
• 第4章 酒精发酵研究
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 菌种
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 试剂
• 4.1.4 仪器
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 培养条件
• 4.2.2 单因素试验
• 4.2.3 正交试验设计
• 4.2.4 响应面分析试验设计
• 4.2.5 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 JAE 总糖测定
• 4.3.2 单因子实验结果
• 4.3.3 正交试验结果
• 4.3.4 R8 发酵条件优化验证试验
• 4.3.5 响应面分析
• 4.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录