利用蔗渣半纤维素水解液产油酵母的筛选、鉴定及发酵实验

对已分离到的产油酵母通过木糖摇瓶发酵,从中筛选到2株H2-1和J2-2利用蔗渣半纤维素水解液高产油脂酵母,其利用蔗渣半纤维素水解液油脂得率系数分别为13.49和10.28,均显示出对蔗渣半纤维素水解液的高转化率。根据常规生理生化特征和26SrDNA序列分析结果,确认H2-1为小红酵母(Rhodotorula minuta),J2-2为粘红酵母(Rhodotorula glutinis)。

半纤维素水解液中抑制物对发酵生产木糖醇的影响

以木糖为底物发酵生产木糖醇,考察了葡萄糖、阿拉伯糖、果糖等半纤维素糖类对木糖醇发酵动力学行为的影响,并确定了适宜起始木糖质量浓度为100 g/L.当发酵液中乙酸与糠醛的质量浓度分别超过1 g/L时,抑制作用逐渐增强,通过调节半纤维素水解液的起始pH值从4.0到6.0,可有效减轻乙酸对发酵的抑制作用.适量的K+、Mgz+、Na+等微量元素和H2PO4-离子对酵母具有较强的代谢调控作用,其中以Mg2+的影响最为显著.无机盐质量浓度在0～4 g/L内有利于木糖醇发酵.以合成培养基为底物发酵生产木糖醇,与半纤维素水解液的发酵结果相比,两者的动力学曲线较为符合,为进一步研究木糖醇发酵动力学提供了实验依据.

假丝酵母发酵玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇

采用一株驯化过的假丝酵母 (Candidasp .)直接发酵经过简单脱毒处理的玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。确定了水解液的最适浓缩倍数在 3 0～ 3 72的范围内。利用正交实验 ,确定了摇瓶分批发酵工艺条件的最适组合为 :摇床转速 180r min ,起始C N为 50 ,起始pH 5 5,接种量 5% (体积比 )。在此基础上 ,重点研究了在发酵罐中通气量对酵母发酵玉米芯水解液生产木糖醇的影响。结果表明采用先高后低的分段通气发酵在木糖醇得率方面明显优于恒定通气发酵 ;其中 ,在 0～ 2 4h ,3 75L min ;2 4～ 10 8h ,1 2 5L min的分段通气条件下 (装液量为 2 5L) ,木糖醇得率 (木糖醇 木糖 ,g g)达到 0 75g g。该结果将有助于建立一种高效的。

固定化细胞发酵半纤维素水解液产木糖醇的研究

固定在海藻酸钙凝胶中的热带假丝酵母(Candidatropicalis)细胞,可有效地利用玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇。在摇瓶条件下,采用分批发酵方式,确立了适宜的发酵工艺参数为:32℃,每升氮源含酵母粉2.2g、胰蛋白胨3.7g,发酵液初始pH值6.0,分段改变摇床转速,其中0～24h为210r/min;24～72h为140r/min,固定化细胞凝胶珠与玉米芯半纤维素水解液体积比为1∶4。利用固定化细胞重复进行10批次共30d发酵,木糖醇得率平均为73.7%,达到了理论值的80%。固定化细胞密度高、抗逆性强、发酵性能稳定,水解液未经脱色与离子交换便可转化成木糖醇,显示了良好的应用前景。

酵母发酵蔗渣半纤维素水解物生产木糖醇

采用二次正交旋转组合设计研究了蔗渣半纤维素水解过程中硫酸浓度与液 固比对木糖收率的影响。回归分析表明 ,这两个因素与木糖的收率之间存在显著的回归关系。通过回归方程优化水解条件 ,当硫酸浓度 2 .4g L ,液 固 =6 .2 ,在蒸汽压力 2 .5× 10 4Pa的条件下水解 2 .5h ,10 0g蔗渣可水解生成木糖约 2 4g。大孔树脂吸附层析处理蔗渣半纤维素水解物 ,能有效地减少其中的酵母生长抑制物含量 ,显著改善水解物的发酵性能。用大孔树脂在pH 2条件下处理过的蔗渣半纤维素水解物作基质 ,含木糖 2 0 0g L ,产木糖醇酵母菌株CandidatropicalisAS2 .1776发酵 110h耗完基质中的木糖 ,生成木糖醇 12 7g L ,产物转化率 0 .6 4(木糖醇g 木糖g) ,产物生成速率 1.15g L·h .

半纤维素水解液发酵木糖醇的关键因子

为了提高Candida sp.ZU-04发酵玉米芯半纤维素水解液生产木糖醇的得率,采用石灰中和、石灰过中和、活性炭脱色、离子交换树脂吸附等措施对水解液进行脱毒处理,并在3.7 L发酵罐中(30℃、转速300 r/min、pH5.5)考察了不同通气条件对发酵工艺的影响.结果表明,弱碱性离子交换树脂D301对半纤维素水解液具有良好的脱毒效果,能明显改善半纤维素水解液的发酵性能;分阶段改变通气速率比恒定通气速率发酵生产木糖醇得率更高,前期(0-24 h)通气速率为3.75 L/min,后期(24-96 h)通气速率为0.75 L/min,木糖醇得率为76.0%,体积生产速率为0.76 g/(L.h),该工艺为工业上利用半纤维素水解液大规模发酵生产木糖醇奠定了基础.

从蔗渣半纤维素水解物发酵液中分离纯化木糖醇

蔗渣半纤维素水解物发酵液必须经过超滤处理,后续的离子交换柱层析过程才能顺利进行。超滤透过液经离子交换柱层析脱盐之后,再经活性炭脱色,这种木糖醇液浓缩至可溶性固形物含量为80%,即可结晶得到含量≥98.5%的木糖醇产品。结晶母液经连续浓缩之后得到的第二次结晶和第三次结晶,则必须经重结晶后才能获得含量≥98.5%的木糖醇产品。从发酵液中的木糖醇到含量≥98.5%结晶木糖醇,产品总收率约为70.6%。本工艺适宜超滤膜的截留分子量为5000kD,阴、阳离子树脂的适宜比例约1.5:1(V/V),活性碳用量为木糖醇溶液可溶性固形物含量的2.5%。当结晶母液中的阿拉伯糖浓度超过木糖醇浓度的45.0%,木糖浓度超过木糖醇浓度的12.6%时,它们都容易与木糖醇一起结晶析出。存在于这种母液中的木糖醇将难于通过结晶的方法而继续得到有效的纯化。

高效液相色谱法检测蔗渣半纤维素水解物中的单糖

用高效液相色谱法测定甘蔗渣半纤维素水解物中的单糖含量。以 Hypersil NH2 柱为色谱分析柱 ,用示差折光检测器检测 ,流动相是乙腈∶水 (80∶ 2 0 )。在此色谱条件下 ,甘蔗渣半纤维素水解物分离成 :木糖、阿拉伯糖、果糖和葡萄糖。各单糖呈良好的线性关系。加样回收率的平均值为 97.3%～ 98.7% ,此方法简便、快速、准确。

甘油和半纤维素水解液共发酵生产1,3-丙二醇

建立了以K.pneumoniae为菌种,甘油和半纤维素水解液(HH)共发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PDO)的体系。通过添加HH,1,3-PDO的质量浓度、甘油的转化率和生产力比甘油单独发酵分别提高了18.2%,24.4%,18.0%。HH中的木糖和甘露糖能显著提高1,3-PDO的产量和生物量,葡萄糖对1,3-PDO的合成产生抑制,半乳糖和阿拉伯糖对1,3-PDO的合成没有影响。与不添加抑制物相比,添加0.28 g/L糠醛时,生物量提高了12%,1,3-PDO的产量有微量提高;添加0.61 g/L甲酸盐时,对细胞生长和1,3-PDO的合成产生轻微抑制,分别降低了9.8%和1.1%;添加1.46 g/L乙酸盐时,细胞生长略有提高,1,3-PDO的质量浓度从8.77 g/L增至11.73 g/L。在补料分批发酵中添加HH,1,3-PDO的质量浓度、甘油的转化率和生产力分别提高到71.58 g/L,65%,1.93 g/(L.h),比甘油单独发酵分别提高了17.8%,25.0%,17.7%。

半纤维素水解液中抑制物对少根根霉发酵产富马酸的影响

考察了半纤维素水解液中含有的主要副产物乙酸、甲酸以及糠醛等对少根根霉利用木糖、葡萄糖发酵产富马酸的影响。少根根霉种子培养阶段对甲酸和糠醛的浓度较敏感,而乙酸对产酸发酵具有显著抑制作用;种子培养基中乙酸、甲酸和糠醛的浓度应分别控制在1.5、0.5、0.5 g/L以内。采用木糖为种子培养碳源,添加上述浓度的各种抑制物模拟半纤维素水解液用于少根根霉菌体的种子培养,后继利用葡萄糖发酵产富马酸35.4 g/L。

利用玉米芯半纤维素水解液发酵制备木糖醇的研究

玉米芯是廉价的可再生资源,利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇,与传统的加氢催化工艺相比,具有原料成本低、反应条件温和、能耗小、产品质量好等优势。文章通过对木糖醇发酵液进行浓缩并投加适量晶种的情况下用结晶法分离出高纯度的木糖醇晶体,研究了适宜的结晶提取条件为:初始木糖醇浓度730g/L,结晶温度-8℃,木糖醇晶种为1.2‰。

玉米芯半纤维素水解液中抑制物对丁醇发酵的影响

半纤维素水解液抑制物对微生物细胞的毒性限制了其在丁醇发酵中的应用,旨在探讨其对产丁醇共生体系TSH06的抑制作用并为其应用于丁醇发酵奠定基础。通过稀酸水解半纤维素制得水解液,采用P2培养基稀释的半纤维素水解液为底物,分别利用NaOH和氨水调节培养基pH值,结合实时荧光定量PCR方法来研究水解液对产丁醇共生体系TSH06的抑制作用。以NaOH调节pH抑制菌体的生长,氨水调节pH菌体可生长发酵。产丁醇菌株TSH06可以在50%稀释度以下的水解液中发酵生长,并且能够耐受并降解抑制物糠醛与5-羟甲基糠醛,最终丁醇产量达到4.16-5.16 g/L,低于P2培养基中的丁醇产量(8.83 g/L)。稀释水解液中,48 h之后乙酸浓度在3.18-4.16 g/L,远大于P2培养基中的乙酸浓度(低于2 g/L)。相对于P2培养基,在50%水解液中培养的TSH06有机酸生成途径关键基因的基因转录水平明显提高,而有机酸返耗途径以及丁醇生成途径的关键基因的基因转录水平则明显下降。水解液中过多的乙酸抑制了产酸期到产溶剂期的转化,而酸的累积使得菌体在底物被完全消耗之前就趋于衰退死亡,从而造成丁醇产量的降低与底物的不完全利用。

真空膜蒸馏浓缩半纤维素水解液的研究

采用真空膜蒸馏技术浓缩半纤维素水解液,考察了料液的流速、温度、浓度等对膜通量和挥发性发酵抑制物的影响,并进行浓缩试验。结果表明,膜蒸馏对木糖的截留率在99.99%。随着进料流速、进料温度、抑制物浓度和真空度的增加,膜通量增大;糠醛的分离因子随料液温度、真空度、抑制物浓度增加而减少,随流速的增加呈先增大后减小的趋势,而这些操作参数对甲酸、乙酸的分离因子影响不大。在进料温度65℃,料液流速1.5 L/min,真空度0.095 MPa的条件下进行连续浓缩试验,初始膜通量为11.9 kg/(m2.h),随着浓缩的进行,8 h后,膜通量仍维持在9.5 kg/(m2.h),糠醛浓度从0.46 g/L降低到0.23 g/L。

生物氧化产碱去除半纤维素水解物中的有机酸

盔形毕赤酵母Pichia galeiforms B-10对半纤维素水解物中的有机酸具有良好的降解活性,影响它脱酸活性的最主要因素是水解物初始pH。将半纤维素水解物初始pH值调节至5.0以上而无需其他处理,Pichia galeiforms B-10便可发挥良好的脱酸发酵性能。Pichia galeiforms B-10代谢有机酸盐可产生碱性物质,使水解液pH升高。在pH值>5.0的条件下,只要调节补酸(补加低pH值水解物)的速率与代谢耗酸速率相平衡,发酵体系即可始终处于有利于酵母快速代谢有机酸的高pH环境。这种生物氧化产碱连续脱酸发酵方式,可有效降低中和半纤维素水解物的外加用碱量,具有降低成本,减少新污染物的优势。

优化预处理及脱毒工艺以制备玉米芯半纤维素水解液

为了降低玉米芯半纤维素水解液中的乙酸、糠醛和酚类等有毒物质含量,使可利用糖类含量增加。本研究以玉米芯为原料制备水解液,对预处理及脱毒工艺进行优化,并利用高效液相色谱(HPLC)检测优化效果。结果表明,10~20目的玉米芯在10%氨水浸泡24 h后,可将乙酸和酚类物质的脱除率,分别提高至93.4%和32.3%,而糠醛的含量也大大降低。经过真空浓缩、CaO脱毒以及2%活性炭吸附后,使有毒物质含量再次降低,此时的水解液可完全用于菌株的发酵试验,达到了去除的目的。本文所得到的最佳水解液处理步骤,其结果符合菌株发酵用标准,说明水解液处理方式的不同,直接影响着水解液的制备。这为研究和利用木质纤维素等可再生资源提供了思路,也为发酵生产奠定了理论基础。

半纤维素发酵生产燃料乙醇的研究进展

将半纤维素转化成燃料酒精时,必须先转化成小分子的半纤维素糖,之后发酵成酒精。预处理是关键工艺,酶解前用CO2爆破法对纤维物质进行预处理效果很好;酶解前用稀酸预处理可将半纤维素和淀粉转化为单糖,而剩余的纤维素成分可用纤维素酶将其水解为小分子糖,该法是一种很好的将玉米纤维转化为可发酵糖的工艺。应用代谢工程作为工具选育一些菌株,可有效而经济地将半纤维素水解液中的各类糖类转变为有用的产物。(陶然)

马来酸催化竹屑水解高收率制备戊糖的工艺研究

采用单因素实验和正交实验对马来酸催化竹黄废屑半纤维素水解条件进行了优化研究。实验结果表明,在竹屑半纤维素水解过程中,液固比的影响最显著。随着马来酸浓度增大,戊糖收率呈升高趋势。在马来酸浓度为0.3 mol/L下,最优实验条件为:水解温度为140℃,水解时间为8 h,液固比为50∶1,在此条件下的戊糖收率为98.15%,失重率为22.17%。

活性炭对玉米芯半纤维素稀硫酸水解液的脱毒效果

用稀硫酸对玉米芯半纤维素进行水解是一种常用的方法,但是玉米芯半纤维素在水解成木糖等还原糖的同时还产生了糠醛、乙酸和酚类等抑制水解液发酵的毒物。以混合脱毒法为基础,研究活性炭在脱毒过程中的作用。结果表明,有脱毒效果的活性炭种类是GH-13和GH-15,随着活性炭添加量的增大,脱毒效果增强,但木糖损失也随之增多。其中采用5%GH-15时的脱毒效果最佳,该条件下乙酸去除率为24.60%,糠醛去除率达100%,酚类化合物去除效率R280值0.009,而木糖的损失率为23.70%。

生物脱毒改善蔗渣水解物木糖醇发酵性能的研究

为提高热带假丝酵母Candida troplicalis 1-18代谢产物木糖醇的产量,本研究以蔗渣半纤维素稀酸水解物作为研究材料,以生物脱毒菌株东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis S-7细胞干重、水解物在280 nm处紫外吸收物含量、木糖醇产量作为评价指标,考察尿素、pH值、脱毒时间、预浓缩比例和细胞循环利用等5个因素对蔗渣半纤维素稀酸水解物木糖醇发酵性能的影响。结果表明,蔗渣半纤维素稀酸水解物采用Ca(OH)2调节pH值为5,预浓缩至1/2体积,添加2 g·L^-1尿素,东方伊萨酵母S-7生物脱毒40 h,脱毒后水解物预浓缩至木糖浓度为150 g·L^-1时,热带假丝酵母1-18发酵的木糖醇产量最高,达134.5 g·L^-1,比对照组高出70 g·L^-1;循环利用细胞进行生物脱毒,脱毒时间缩短13 h;循环利用热带假丝酵母1-18对生物脱毒水解物进行产醇发酵,木糖醇产量达163.8 g·L^-1,生成速率为5.85 g·L^-1·h^-1,比第一代发酵(1.95 g·L^-1·h^-1)提高2倍。生物脱毒是改善木质纤维稀酸水解物木糖醇发酵性能的有效手段。

竹黄水解及发酵制备木糖醇的研究(摘要)

以竹黄为原材料，利用热带假丝酵母发酵竹黄半纤维素水解液生产木糖醇，对半纤维素水解液的制备工艺以及水解液的脱毒处理、菌种的驯化改良、木糖醇发酵过程的优化等关键技术进行了研究。