用于生产酒精的木糖发酵菌株的筛选和驯化

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菌株的筛选及其发酵生产乙醇的研究

菌株的筛选及其发酵生产乙醇的研究

4期赵磊等:秸秆降解菌株的筛选及其发酵生产乙醇的研究523表l刚果红培养基和滤纸条无机盐培养基复筛菌株的生长情况TablelTheg=wtheffectofeachstraincultivatedinfilter-paperinorganicsaltcultureilledil.RnandCongoredculturemediuln注:由于所筛菌多为真菌,所以会出现菌丝和孢子发生扩散的情况,形成多菌落。

培养起始时,以点样点为中心,呈圆形生长,直径随时问增大,培养至后期真菌气生菌丝体充满培养皿空间。

而孢子则平铺于刚果红培养基表面。

滤纸条溃烂程度的表示:+为液面上滤纸生长菌丝或孢子。

++菌丝或孢子增多,液面下滤纸开始溃烂,+++液面上滤纸布满孢子,液面下滤纸进一步溃烂,++++液面下滤纸基本成糊状,液面上滤纸下滑至液面,+++++滤纸基本成糊状。

++++++完全成糊状。

3.3菌株的胞内和胞外CMCA的比较对未知菌株进行胞内和胞外CMCA酶活检测如图l所示,可以看出通过直接离心培养物得到的粗Fig.1lmmedluhrandextracellularCMCAofeachstrainthethirdday酶液的酶活力大于通过细胞破碎获得的粗酶液,所以可确定所筛菌株的纤维素酶系都是胞外分泌型的。

这与大量报道真菌产生的纤维素酶多为胞外酶"1相符o3.4酶活比较结果所筛选菌株未知,不确定其产生的酶的性质,因此在两个条件下测定酶活,pH=4.8和pH=6.0。

根据国际酶活定义,lg固体酶(或lmL液体酶),在(50±1)℃,在特定pH条件下,1h水解底物,产生出相当于lmg葡萄糖的还原糖量,为一个活力单位,以一g(或vYmL)表示。

这里主要比较各种菌株降解所得粗酶液酶活力,参照国标,定义相对酶活,为每小时每lmL粗酶产生的1/.tg葡萄糖量为—个酶活力单位,记为一-llL或Uo第3天的酶活数据如图2,可以清楚看到,524太阳能学报30卷酸性条件下的CMCA和FPA普遍大于中性条件下的值。

发酵木糖产酒精菌株的筛选和驯化

发酵木糖产酒精菌株的筛选和驯化
第3 O卷
J O U RN A L O F J I L I N I N S T I T U T E O F C HE MI C A L T E C HN 0 L 0 G Y
V0 l _ 3 O No . 7
2 0 1 3年 7月
1 3 2 0 0 0)
摘要 : 从 土壤 中筛选到一株 发酵 木糖 产酒 精 的菌株. 对该 菌株 进行 了形态 学 、 生理 生化 特性 的初 步鉴
定, 结果 表明 : 该菌株 为霉 菌属. 通过不 断驯化和筛选 , 该菌株在 3 %木糖 中发 酵的酒精 转化率 0 . 3 1 6 g / g , 为理论 值的 6 8 . 6 %.
Y E P D固体培 养基 : 酵母 粉 1 0 g / L , 蛋 白胨 2 0 L , 木糖 2 O L , 琼脂粉 2 0 g / L ,蒸 馏 水 1 L , p H 为5 . 0, 1 2 0 c I 二 灭菌 3 0 m i n .
收 稿 日期 : 2 0 1 3 06 - - 0 3
摇床培养 4 8 h , 摇速 1 4 0 r / m i n , 温度 3 0 ℃. 富集后 的菌液 依 次稀 释 至 1 0 ~、 1 0 ~、 1 0 浓度 , 每个 稀
基金项 目: 吉林 化工学院 2 0 1 2年度重点资助科技计划项 目 作者简介 : 李 力群( 1 9 5 5 . ), 男, 江苏苏州人 , 吉林化工学 院副教授 , 主要从事现代发酵技术方面 的研究
关 键 词: 木糖发酵 ; 酒精; 霉菌 ; 生长 曲线
文献标志码 : A 中图分类号 : Q7 8 . 4 1
生物资源是地球上最丰富的可再生资源. 随 着矿 产 资源 日渐 枯 竭 , 开 发 高效 转 化 可 再 生 纤 维 素物 质 的微 生物 技术 , 炼 制生 物燃 料 , 具有 极其 重 要 的意 义和 广 阔 的发 展 前 景 . 我 国农 业 生 产 中形 成 的各种 秸秆 , 每 年 约有 7亿 吨. 在 玉米 秸秆 等 植 物纤 维 水解 液 中木糖 约 占 2 5 % ~ 3 0 %, 木 糖 的充 分利用是植物纤维资源生产酒精经济可行性的关 键之一_ 1 j . 将木糖 转化为酒 精 , 在 理论上可 提高 酒精 产 量 2 5 % l 2 J , 因此 选 育 优 良的 木 糖 发 酵 酒

高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建

高效发酵木糖生产乙醇酵母菌株的构建

木糖浓度测定利用 DNS比色法 ,参见文献 [ 16 ] ,
乙醇浓度利用 SBA 生物传感分析仪测定 (山东省科学
院生物研究所 ) 。
2 结果与讨论
2. 1 休哈塔假丝酵母的改良及发酵性能测定 2. 1. 1 乙醇驯化 1766 在乙醇浓度逐渐升高的木糖 生长培养基中培养 ,直至菌体不再正常生长 。结果表 明 , 1766在乙醇浓度 3%以下的驯化培养基中基本正常 生长 ,但转接到 4%的培养基后 ,长势明显减慢 。将菌 种在 4%的培养基中 ,经多批次 (每批次 4 ~5d)驯化 , 使菌体生长情况 得到 改 善 。保存 4%乙醇 驯 化 后的 176624菌种 ,在 176624的基础上开展进一步实验 。 将 176624与原代 1766 耐乙醇性能作对比 ,如表 1 所示 ,在 600nm 下测得的吸光度显示了菌体在 4%乙醇 浓度下的生长状况 ,可见 176624 对乙醇的耐受性明显 提高 。 2. 1. 2 紫外灭活及呼吸缺陷型选育 176624 在经过 紫外照射 10 s~20 s时 ,存活率在 20% ~40%之间 。确 定出紫外诱变的最佳时间段为 10 s~20 s。得到的突变 体在 TTC 培养基中进行筛选 ,选择 32 株白色菌落 (突
Time / h
0
1766
0
1766 24
0
24 0. 02 0. 457
48 0. 157 0. 596
72 0. 247 0. 732
2. 1. 3 发酵性能测定 将选育的 5 株呼吸缺陷型突 变体与亲本进行发酵实验 ,表 2对比了 1766野生型 ,乙 醇驯化 菌 株 和 呼 吸 缺 陷 型 的 发 酵 性 能 。突 变 体 5 ( 1766242Rd5)的发酵性能最优 ,在 96h 发酵达到终点 , 而其它菌株的发酵终点都在 132h 以上 。突变体 3 和 26发酵时降糖速率慢 ,乙醇产量低 ,为负突变菌株 。经 乙醇驯化后的酵母在乙醇产率上要高于野生型 ,突变 体 5的乙醇产率则高于乙醇驯化型 ,副产物木糖醇含 量较低 ,而且在发酵时间方面优于野生型和乙醇驯化 型 。故融合采用的木糖亲本为呼吸缺陷型 5。

木聚糖酶产生菌的筛选、发酵条件和酶纯化的研究的开题报告

木聚糖酶产生菌的筛选、发酵条件和酶纯化的研究的开题报告

木聚糖酶产生菌的筛选、发酵条件和酶纯化的研究的开题报告一、选题背景及意义木聚糖酶是一种可以降解木质素和纤维素等复杂聚合物的酶,广泛用于木浆漂白、造纸、饲料添加剂等方面。

目前已有一些来源于真菌、细菌和微生物的木聚糖酶被应用于工业生产中,然而成本较高、酶活性不稳定等问题仍限制了其进一步开发和应用。

因此,筛选、发酵条件和酶纯化的研究对于开发高效、稳定、低成本的木聚糖酶具有重要意义。

二、论文研究内容本论文将以筛选、发酵条件和酶纯化的研究为主要内容,包括:1、从自然环境中筛选出木聚糖酶产生菌,并通过形态学、生理学、分子生物学等手段对其进行鉴定和分析。

2、优化木聚糖酶产生菌的培养基和发酵条件,包括碳源、氮源、培养温度、pH 值等参数的优化,以提高其酶活性和产酶量。

3、对发酵液进行酶的提取、分离和纯化,包括异丙醇沉淀法、离子交换层析和凝胶过滤层析等技术的应用和比较,以获取高纯度的木聚糖酶。

三、研究方法本研究将主要采用以下方法:1、从自然环境中进行样品采集和预处理,包括土壤、水体、动物消化道等多种来源,采用琼脂平板培养、液体培养等方法筛选出木聚糖酶产生菌。

2、优化木聚糖酶产生菌的培养基和发酵条件,采用单因素试验和正交试验等方法,以提高其酶活性和产酶量。

3、对发酵液进行酶的提取、分离和纯化,包括异丙醇沉淀法、离子交换层析和凝胶过滤层析等技术的应用和比较,采用SDS-PAGE和酶活性测定等方法对酶进行分析和判定。

四、预期结果和意义本研究的预期结果是从自然环境中筛选出高效产酶的木聚糖酶菌株,并优化其培养条件,提高其酶活性和稳定性;同时,通过对酶的提取、分离和纯化,获取高纯度的木聚糖酶,并对其进行初步的性质和功能分析。

这些预期结果将为开发高效、稳定、低成本的木聚糖酶奠定基础,具有重要的应用价值和推广意义。

发酵木糖高产乙醇酵母菌株的选育

发酵木糖高产乙醇酵母菌株的选育
b s b ce u dl td c n e tain u e o V tg n s s 1× 1 . t e b s i fU e p s r i s2 : e b s e t a tr m i e o c n rt s d fr U mu a e e i i i u o s 0 h e tt me o V x o u e t me i 5 s t e t h b ce i m i t d o c nr t n u e r N G tg n ss i 1×1 -, t e b s t f N G tg n ss i 4 n, atr a tr u dl e c n e t i s d f T mu a e e i s u ao o 06 h et i me o T mu a e e i s 0 mi f e T r e c rl d atr a in o n T mu a e e i f rsr i c e n n ,w ban h g - il tan o t a o ,a n h h e - i e l n t fUV a d N G tg n sso t n s r e i g e o ti ih y ed s i fe h n l mo g t e c e o a r t tl tn tan , h t n t i 3 1 g n r td t et l s eh n lq a t y i 3 2 , c mp r g w t rt t p t i oa a t r is t e mu ts an C - 0 e e ae h a e t t a o u n i , s 1 . % mu s a r l t o ai i p oor h s a n n h o r
Mu ain B e d n fF r n ai gXyo e Hih yed E h n l a tSr i s tt r e i go eme tt ls g - il t a o o n Ye s tan

产木聚糖酶菌株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化

产木聚糖酶菌株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化

废弃物。所以,纤维素乙醇是未来发展的必然方向【21。
木质纤维素包括纤维素、半纤维素、木质素。利用木质纤维素制燃料乙醇主 要途径是先把木质纤维素中的纤维素和半纤维素部分降解为单糖,再利用酵母发 酵单糖产燃料乙醇。木质纤维素降解为单糖的效率低是制约其工业化利用的因 素。因此,筛选高效降解纤维素或半纤维素的菌株是解决问题的途径之一。本课 题主要针对半纤维素的降解问题展开试验研究。
厦门大学 硕士学位论文 产木聚糖酶菌株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化 姓名:陈和秀 申请学位级别:硕士 专业:化学工程 指导教师:徐方成 20080601
摘要
我国生物质资源丰富,通过生物转化法将生物质转化为能源,既清洁又环保, 可部分替代化石能源,减少温室气体排放。生物质能源化主要包括生物质分解和 生物质转化两个关键步骤。在生物质分解阶段,如何提高半纤维素分解效率是关 键,选育高效分解半纤维素的菌株对生物质开发利用有重要意义。 本试验先以自制蔗渣半纤维素为唯一碳源,从垃圾场土壤样品中分离到6 株分解半纤维素的菌株,通过比较固态发酵产木聚糖酶活力,确定l株木聚糖酶 活力较高的菌株。然后,以该菌株为研究对象,对该菌株的孢子和菌丝进行显微 形态观察,发现其形态具有曲霉(Aspergillus sp.)特性。对该菌株18S rDNA序 列进行分析,结果显示该菌株l 8S rDNA序列与曲霉的同源性达97%。根据菌株 形态学分析和18S rDNA序列分析的结果,将该菌株鉴定为曲霉,并命名为曲霉
1.1半纤维素
厦门大学硕士学位论文:产木聚糖酶荫株的筛选、鉴定及木聚糖酶的分离纯化
1.1.1半纤维素的组成 半纤维素的来源广泛,是自然界中含量仅次于纤维素的可再生资源,大量存 在于在植物纤维中。我国的生物质资源极为丰富,每年仅农作物秸秆的产量达 5.7×108t,森林面积达15800多万公顷,森林蓄积量为1.1×106多万立方米【3】o 表1.1为几种原材料中半纤维素的含量【41。

酿酒酵母代谢木糖工程菌的构建

酿酒酵母代谢木糖工程菌的构建

酿酒酵母是一种常见的微生物,具有将糖类转化为酒精和二氧化碳的能力,因此被广泛用于酿酒和制作面包等食品。

但是,传统的酿酒酵母只能利用葡萄糖、果糖等简单的糖类,而不能利用木糖。

因此,为了提高酿酒酵母的利用率和产率,需要构建能够代谢木糖的工程菌。

构建酿酒酵母代谢木糖工程菌的方法包括以下步骤:
1.筛选能够利用木糖的菌株:从自然界或实验室保存的菌种库中筛选出能够利用木糖的菌株,并进行鉴定和筛选,选择具有较高木糖利用率的菌株。

2.克隆木糖代谢相关基因:从能够利用木糖的微生物中克隆出木糖代谢相关基因,并将其转移到酿酒酵母中。

3.构建工程菌:通过基因工程技术将木糖代谢相关基因插入酿酒酵母的染色体或质粒中,并筛选出具有木糖代谢能力的工程菌。

4.鉴定和筛选:对构建的工程菌进行鉴定和筛选,选择具有较高木糖利用率和产率的工程菌。

在构建酿酒酵母代谢木糖工程菌的过程中,需要注意以下几点:
1.选择具有较高木糖利用率的菌株,以保证工程菌具有较高的产率和利用率。

2.选择适当的基因工程技术,以保证基因的表达和调控。

3.注意工程菌的安全性和稳定性,以保证生产过程中的安全和稳定。

总之,构建酿酒酵母代谢木糖工程菌可以提高酿酒酵母的利用率和产率,具有重要的应用价值和研究意义。

高效代谢木糖产乙醇的酵母菌株的选育

高效代谢木糖产乙醇的酵母菌株的选育
Pr t pls so ndM ut g n ss oo at Fu i na a e ii
HAN — i, Li l TU e — ng, Zh n do 2YEKa LIYo g e g , i, n -fn CHEN o y ZH AO a , U i Ga - un , Yu n。LI M n。
木糖 的乙醇发酵一直被人们视为植物纤维原料生物转化生产 乙醇 的关键因素I 但 自然界中缺少能将上述生物质有效转化 S 1 。 为 乙醇 的微生物菌 种。 以培育优质 、 所 高产 的微生物菌株 十分
发展前景 的可再生清洁能源之一… 微生物原生质体 融合起源 。 于 2 世纪 5 0 0年代 , 又称细胞融合技术 , 指两种不 同的亲株 是 酶法去壁后 , 到的原 生质体 ( )置于高渗溶液 中 , 得 球 , 在一定 融 合剂 的促 融作用下 使两 者相互凝 集并发 生细胞之 问 的融 合 , 而导致基 因重组 , 进 获得新菌株的育种方法[ 与其他 育种 2 1 。 技术相 比, 具有杂交频率较高 、 受接合型或致育 型的限制较小 和遗传物质更为完 整,并且存在着两株以上亲株 同时参 与融 合形成融合子的可能性等优点I 提高菌株产量 和品质 的潜力 , 较大。 原生质体融合方法主要有 : 硝酸钠 、 高钙高 p P G法 、 H、E 电击 法等 , 其中简便 经济且 较为常用的方法为 P G融合 法和 E 电击融合法[ 4 1 。诱变技术是微生物育种的另一有效途径 ; 紫外
关 键词 : 木糖 ; 乙醇 ; 生质 体 融 合 ; 变 育种 原 诱
中图 分 类 号 : 3 . ;S 6 .1 S6 ,5 S 6 . Q9 9 7T 2 1 ; 2 11; 2 2 9 1T T 2
文 献 标 识 码 : B
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明 : 菌 为假 丝 酵 母 属 . 化后 , 此 驯 菌株 1 的 木糖 利 用 率提 高 了 2 . 3 , 8 1 5 酒精 产 率提 高到 9 7 . .5 关键词 : 糖 ; 木 酒精 ; 酵 ; 发 茵株 中 图 分 类 号 : 1 Q8 5 文 献 标 志 码 :A 文章 编 号 :l 7 — 4 6 2 1 ) 2 0 1 0 6 1 9 7 ( 0 0 0 —0 9 — 3
赖 颖 , 伟 红 张 大 力 闵 ,
( .吉林农 业 大学 食 品科 学 与工程 学 院 , 1 吉林 长春 ,3 1 8 10 1 ;
2 .周 口师 范 学院 生命科 学 系, 南 周 口, 6 0 0 河 4 60 )
摘 要 : 土 壤 中 筛选 出一 株 木 糖 发 酵 茵 株 1 , 对 该 茵进 行 形 态 学 、 理 生化 特 性 的 鉴 定 和 驯 化 . 果 表 从 8 并 生 结
1 材 料 与 方 法
1 1 材 料 .
1 1 1 土 样 . .
分别 采 自吉 林省 长春 市净月 公 园 、 吉林 省长春 市经 济开 发区及 吉林 农业 大学校 园.
1 1 2 培 养 基 ..
YE D液体 培养基 : P 酵母 粉 1 / , 白胨 2 0g L 蛋 O
作者 简 介 : 赖 颖 ( 9 1 ) 女 , 宁朝 阳人 , 教 , 士研 究 生 , 要 从 事 发 酵 工 程 方 向 的 研 究 18 一 , 辽 助 硕 主
9 2
周 口师 范 学 院学 报
21 0 0年 3月
摇床 培养 4 , 8h 摇速 1 0rmi , 4 / n 温度 3 0℃. 富集后
1 2 试 验 方 法 .
1 2 1 木 糖 发 酵 菌 的 筛选 . .
精, 可是 一直 到 2 0世 纪 8 O年代 才 被 重视 . 目前 到
为止 已经 有 1 0多种 微生 物能 够利 用木糖 , 中酵 0 其 母菌 的发 酵能力 是最 强 的. 本文 从 自然 界 中筛 选 出一 株利 用 木 糖发 酵 生 产酒精 的菌 株 , 其 进 行 了形 态学 、 对 生理 生 化 特 性 的鉴定 , 通 过 定 向驯 化 培 养 对所 得 菌 株 进 行 改 并 良, 为其 后续 研究 奠定基 础 .
mL, H 为 5 0 ¨ 5℃ 下 灭 菌 3 n p ., 0mi.
木 糖 驯化培 养基 : 木糖 2 / ~7 / 蛋 白 Og L 0g L, 胨 2 / 酵母 粉 1 / . 0g L, 0g L
1 1 3 主 要 仪 器 、 剂 和 测 定方 法 .. 试
糖. 采用 半纤维 质原 料生产 酒精 是缓 解能 源 紧张 的
经 济 的飞速发 展 , 口的快速增 长使 得各 种 资 人
源相对短 缺 , 其是 以石 油 为代表 的不 可再生 矿物 尤 质资源 . 多国家 都在进 行 可再生 能源—— 燃 料酒 许 精 的研究 , 以期 代 替 或部 分 代 替 汽 油. 国 人 口众 我 多, 耕地 面积 正在 不 断 减 少 , 食 供 给 的风 险 始终 粮 存 在 , 问题严 重影 响燃 料酒 精这一 新 能源产 业 的 此 健 康发展 和 国家粮 食 安 全 . 而 , 国 以农 作 物秸 然 我 秆 为代表 的木 质纤维 素类 生物 质资 源十分 丰 富 , 年 产量 高达 6亿 多 吨 , 大部 分 未 能 被 有效 利 用 , 焚烧 于 田间地 头 , 且 由于秸 秆 燃 烧 的 能量 利 用 率 低 , 而 造成 资源 严重 浪费 . 这些 富含纤 维素 和半 纤维 素 的 植物 原料 却是最 有 潜 力 的酒 精 生产 原 料. 因此 , 研 究纤 维素 类物 质生产 酒精 具有 重要 的意义 l . 中 _ 其 1 ] 的半 纤维 素 最 后 分 解 为 单 糖 , 主要 成 分 就 是 木 其
重要途 径之 一l . _ 实现木 糖发 酵生 产酒 精是 决定 植 2 ] 物纤 维资 源生产 酒精 经济 可行 的关键 因素 . 木糖 在过去 被认 为是 不能被 利用 产生酒 精 , 直 到 Kace k l 首次 提 出木 糖 可 以被 发 酵 生成 酒 rzws a 3
分 析天平 , 光光度 计 , 分 生化培 养箱 , 高压蒸 汽 灭 菌 器 , 级 洁 净工 作 台 , 气摇 床 , 转蒸 发 器 , 超 空 旋 酵母 浸 粉 , 白胨 , 蛋 木糖 , 琼脂 粉等 . 酒 精含量 的测定 采用 重 铬酸钾 比色 法 ; 木糖 含 量 的测定采 用 D NS显色 法 j .
收稿 日期 :0 9— 0—1 ; 回 日期 :0 9 1 1 20 1 7修 2 0 一l — l
1 2 1 1 菌 种初筛 . . . 取 1 0g土样加 入到装 有 9 0mL带有 玻璃珠 的 无 菌水 三角 瓶 中 , 荡 3 n 吸取 5 1 震 0mi , 份 OmL悬 浊 液分别 加入 至 9 P 液体 培养 基 中放 置 OmL YE D
第 2 7卷 第 2期
Vo. o 1 27 N .2
周 口师 范 学 院 学 报
J u n lo h u o r lUn v riy o r a fZ o k u No ma ie st
21 0 0年 3 月
M a . 01 r2 0
用于 生 产 酒 精 的 木 糖发 酵 菌株 的筛 选 和 驯 化
g L, / 木糖 2 / 蒸 馏 水 10 0mL H 为 5 0 0g L, 0 ,p .,
1 5℃ 下 D 固体培 养基 : P 酵母粉 1 / 蛋 白胨 2 0 g L, O g L, 糖 2 / 琼 脂 粉 2 / 蒸 馏 水 10 0 / 木 0 g I, 0g L, 0
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