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 .

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。

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。

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。

秸秆半纤维素发酵丁醇

针对秸秆纤维素酶解发酵过程中存在的纤维素酶制剂费用高、酶解效率低、纤维素难以降解等问题,中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室陈洪章研究员在20多年秸秆研究的基础上,提出了秸秆半纤维素水解物直接发酵丁醇,同时将秸秆中的木质素和纤维素高值化综合利用的技术路线,形成了具有自主知识产权的秸秆半纤维素水解液发酵丁醇及秸秆木质素纤维素综合利用的关键技术体系。该技术体系主要包括：