响应面分析法优化絮凝酵母SPSC01去除Cr(Ⅵ)

采用响应面法对絮凝酵母SPSC01去除水中Cr(Ⅵ)的条件进行优化。根据Box-Behnken Design的中心组合实验设计原理,采用三因素三水平的响应面分析方法,优化絮凝酵母SPSC01对Cr(Ⅵ)的去除。二阶模型的方差分析表明,预测响应值和实际值相符合,针对初始浓度为50 mg/L的Cr(Ⅵ)废水,在絮凝酵母SPSC01用量为10.89 g/L干重、温度为40℃、初始pH为2时的去除条件最优,二阶模型分析预测絮凝酵母SPSC01在4 h时对Cr(Ⅵ)去除率可达95.47%,在此条件下,实测Cr(Ⅵ)的去除率达93.06%,说明利用响应面法优化絮凝酵母SPSC01对Cr(Ⅵ)的去除条件是可行的。

絮凝酵母高浓度重复批次乙醇发酵过程中絮凝性能衰退机理的研究

前期有关高浓度乙醇重复批次发酵的研究工作中发现,随着发酵批次的增多,SPSC01菌株的絮凝特性出现退化的现象,导致发酵时间延长,细胞沉降速率变慢,发酵系统变得不稳定。对影响SPSC01絮凝性能的因素进行了研究,并评估了这些因素对絮凝退化的影响程度。实验表明,细胞表面疏水性、乙醇浓度、细胞线粒体功能的改变,这些理化因素的影响均不足以导致酵母絮凝性能下降。而在重复批次发酵结束时SPSC01的絮凝基因FLO1的转录水平较发酵初始阶段下降了76.9%,这一改变是导致絮凝性能衰退的真正原因。研究亦发现,絮凝性能衰退的SPSC01菌体经过重新摇瓶培养后,可恢复较好的絮凝特性,表明重复批次发酵过程乙醇浓度及其变化速率对FLO1的转录有负面影响。据此依据,对高浓度重复批次发酵实验进行了优化,在每批次发酵终点泵出一部分酵母菌悬液以维持生物量在适当浓度,通过降低发酵速率来刺激酵母增殖,以维持絮凝性能。在这一操作下,发酵生产强度降低至3.9g/(L·h),每批次发酵时间控制在24h左右,菌体的絮凝特性及沉降性能在12批次后趋于稳定,并持续稳定地进行了后续13个批次的发酵。

细胞絮凝及硫酸锌对酿酒酵母乙酸胁迫耐性的影响

酿酒酵母细胞絮凝和外源添加锌离子对其环境胁迫耐受性都具有促进作用,为了解细胞絮凝形态对锌促进乙醇发酵的影响,比较硫酸锌添加对絮凝酿酒酵母SP SC01及其絮凝基因失活突变体SPSC01 FLO1Δ在乙酸胁迫条件下乙醇发酵的影响.结果显示,与野生型絮凝酵母相比,添加锌可更明显改善SPSC01 FLO1Δ在乙酸中的生长和发酵,在10 g L^(-1)乙酸存在的情况下,SPSC01在70 h消耗100 g L^(-1)葡萄糖,锌离子添加后可使发酵终点提前10 h,而SPSC01FLO1Δ在锌离子添加后发酵时间为48 h,可将发酵时间显著缩短138 h.这些结果表明,锌在酿酒酵母细胞缺少絮凝保护的条件下更能有效发挥作用,同时甘油、琥珀酸的增加在絮凝基因敲除突变体中更加明显.本文研究结果可为进一步利用絮凝及锌响应调控基因提高酿酒酵母的环境胁迫耐受性,提高燃料乙醇的生产效率奠定基础.