耐高渗（高糖）酵母菌株的选育

论文摘要

浓醪发酵是酒精工业生产的新趋势,这种发酵工艺所生成的酒精浓度较高,同时醪液中的糖度也高。这样发酵醪液的渗透压较高,引起细胞内水分活度、细胞质组成发生显著变化,酵母的细胞膜和菌体内的酶受到破坏,从而抑制酵母的生长和发酵。国内外已有很多选育耐高浓度酒精酵母菌的筛选,但耐高糖酵母菌的筛选却少见。若要选育出耐高糖酵母菌,可以很好的为酒精工业的生产服务。鉴于此,本文进行了以下研究:酵母菌的耐高糖驯化;对驯化出的优良菌株进行原生质体菌悬液的制备研究,并做原生质体紫外诱变,以选育出耐高糖酵母菌株;利用选育出的耐高糖酵母菌进行酒精发酵试验。主要研究结果有:1.利用逐步提高培养基糖浓度的方法对初始酵母菌进行耐高糖驯化。结果表明,酵母菌驯化后,能在30%糖浓度的培养基中生长发酵良好。2.驯化出的优良酵母菌株培养到对数期,经β-巯基乙醇-EDTA-PB溶液预处理,蜗牛酶溶液酶解后,生孢培养基双层平板培养,长出菌落后计数,计算原生质体分离率和原生质体再生率。结果表明,原生质体分离率97.9%;原生质体再生率19.8%。3.以驯化出的优良菌株为出发菌株,进行原生质体紫外诱变。对诱变时间和诱变距离优化。结果表明,原生质体紫外诱变最佳条件为:诱变时间为18s,诱变距离20cm。诱变后通过初筛和复筛后选育出的菌株YB-23在40%糖度下产气几乎充满整个发酵杜氏小管,在65%糖浓度下仍能起酵。并且在发酵力、产酒精能力、残留还原糖浓度等方面都优于出发菌株。菌落、细胞形态良好。稳定性试验表明稳定性良好。4.利用选育出的酵母菌进行酒精发酵试验,包括小瓶发酵单因素试验,正交试验设计设计优化发酵工艺条件,10L发酵罐小试试验。结果表明:最佳发酵工艺条件为:水料比1.5,初始pH4.5,糖化酶用量120U/g,酵母接种量14%。发酵罐小试试验表明效果良好,发酵72h产酒精量为16.0%（v/v）,发酵性能明显优于出发菌株。原始菌株发酵72h产酒精量为15.1%（v/v）。筛选出的菌株酒精产量比原始菌株提高5.96%。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 酵母菌概述
• 1.1.1 酵母菌的定义分类
• 1.1.2 酵母菌的形态
• 1.1.3 酵母菌的生理特性
• 1.2 耐高渗酵母菌概述
• 1.3 酵母菌的选育
• 1.3.1 酵母菌的自然选育
• 1.3.2 酵母菌的紫外诱变育种
• 1.3.3 原生质体诱变育种
• 1.4 酒精发酵研究现状
• 2 引言
• 2.1 课题的立题背景及意义
• 2.2 本论文的主要研究内容
• 3 材料与方法
• 3.1 培养基
• 3.2 相关溶液
• 3.3 主要仪器及器皿
• 3.4 相关指标测定方法
• 3.5 酵母菌的驯化
• 3.6 原生质体制备
• 3.6.1 酵母菌亲株单倍体的制备
• 3.6.2 酵母菌的预处理
• 3.6.3 酵母菌酶解
• 3.6.4 原生质体再生
• 3.7 原生质体紫外诱变
• 3.7.1 原生质体悬液的制备
• 3.7.2 原生质体紫外线诱变
• 3.7.2.1 诱变时间的确定
• 3.7.2.2 诱变距离的确定
• 3.7.2.3 致死率的确定
• 3.7.2.4 稀释培养
• 3.7.3 初筛
• 3.7.4 复筛
• 3.7.4.1 起酵时间的观察
• 3.7.4.2 发酵力的测定，酒度的测定，残留还原糖浓度的综合筛选
• 3.7.4.3 耐糖性实验
• 3.7.5 遗传稳定性实验
• 3.7.6 相关性能测定
• 3.8 酒精发酵
• 3.8.1 小瓶发酵试验
• 3.8.2 工艺条件的优化
• 3.8.2.1 单因素实验
• 3.8.2.2 正交设计优化酒精发酵条件
• 3.8.3 发酵罐验证试验
• 4 结果与分析
• 4.1 酵母菌的驯化结果
• 4.2 原生质体制备结果
• 4.2.1 酵母菌生长曲线绘制
• 4.2.2 原生质体再生结果
• 4.3 紫外诱变结果
• 4.3.1 诱变时间的研究
• 4.3.2 诱变距离的研究
• 4.3.3 酵母菌诱变后初筛结果
• 4.3.4 酵母菌诱变后复筛结果
• 4.3.5 耐糖性实验结果
• 4.3.6 相关性能测定结果
• 4.4 酒精发酵实验结果
• 4.4.1 单因素试验结果
• 4.4.1.1 水料比对酒精发酵的影响
• 4.4.1.2 pH对酒精发酵的影响
• 4.4.1.3 糖化酶添加量对酒精发酵的影响
• 4.4.1.4 酵母接种量对酒精发酵的影响
• 4.4.1.5 液化时间对酒精发酵的影响
• 4.4.2 正交试验结果
• 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文