运动发酵单胞菌产乙醇的研究
乙醇的生产及应用研究进展
乙醇的生产及应用研究进展乙醇是具有燃烧完全、效率高、用途广等特点的可再生能源。
本文简要综述了生产乙醇的几种新技术，主要包括以玉米、小麦等为原料的淀粉类技术、以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术及以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术；较详细地阐述了乙醇在医药、食物、燃料、饮料、化工等领域的应用研究。
最后，展望了乙醇的应用发展前景。
标签：乙醇生产应用进展面对化学能源短缺以及使用化学燃料导致的大气污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题，人类已着手开发用包括核能、风能、太阳能、氢能、生物质能源在内的各种绿色替代能源。
在生物质能源中，作为替代性再生能源之一的乙醇，具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，因此具有巨大的发展潜力。
世界重要经济体近30 年来大力发展燃料乙醇，美国、巴西走在世界前列，两国燃料乙醇产量占世界的69%以上。
现阶段我国生产燃料乙醇的原料以玉米为主（占50%以上），其次是薯类（占23%），其余是高粱、小麦、糖蜜等。
乙醇除了做燃料，还有许多其它用处，如：作为有机合成的原料；各种化合物结晶的溶剂；洗涤剂；萃取剂；食用酒精可以勾兑白酒；用作粘合剂；硝基喷漆、清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料；还可以做防冻剂、消毒剂等。
一、乙醇的生产技术1.淀粉类技术—玉米乙醇技术美国具有比较成熟的由玉米制备乙醇的技术，主要有两种传统方法，一是湿法碾磨。
美国约40%的乙醇用湿法碾磨生产。
将玉米浸泡在具有二氧化硫的水中24h至36h，使籽粒能分离（Separate）成为四个组成部分：胚、蛋白质、纤维质和淀粉。
分离反应出现后，淀粉就发酵成乙醇，而剩下的三种组分则作为诸如玉米面筋粉和玉米面筋饲料等副产品出售。
这些都是被看作比较值钱的副产品。
二是干法粉碎。
干法粉碎总共约占美国乙醇生产的70%。
加工随着玉米被精细碾磨并被烧煮开始，淀粉被发酵并转化为乙醇，而玉米的三个不能发酵的部分（蛋白质、纤维质和脂肪）则被运送经过这个过程，并作为一种称作带可溶物的干酒糟（distillers dried grains with solubles）DDGS的饲料产品，在结束时回收。
酵母乙醇发酵实验报告
一、实验目的1. 掌握酵母乙醇发酵的基本原理和实验操作方法。
2. 研究不同发酵条件对酵母乙醇发酵的影响。
3. 了解酵母乙醇发酵过程中各参数的变化规律。
二、实验原理酵母是一种单细胞真菌，具有将糖类转化为乙醇和二氧化碳的能力。
在无氧条件下，酵母将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，反应式如下：C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2本实验采用啤酒酵母为发酵菌种，通过调节发酵条件，如温度、pH值、初始葡萄糖浓度等，研究其对酵母乙醇发酵的影响。
三、实验材料与仪器1. 材料：- 啤酒酵母- 葡萄糖- 酵母提取物- 磷酸氢二钠- 磷酸二氢钠- 硫酸铜- 氯化钠- 氯化钾- 氯化钙- 氢氧化钠- 蒸馏水- 柠檬酸- 柠檬酸钠- 无水乙醇- 二氧化碳2. 仪器：- 恒温水浴锅- 酶标仪- pH计- 移液器- 烧杯- 试管- 移液管- 滴定管- 电子天平- 通风柜四、实验步骤1. 配制培养基：将酵母提取物、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铜、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氢氧化钠、柠檬酸和柠檬酸钠按比例混合，加入蒸馏水定容至1000mL。
2. 消毒：将培养基在121℃高压灭菌15分钟。
3. 酵母活化：将啤酒酵母接种于培养基中，在30℃恒温培养箱中培养24小时。
4. 发酵：将活化后的酵母液按比例加入葡萄糖，调节pH值至5.0，置于恒温水浴锅中，在30℃条件下发酵48小时。
5. 测定乙醇含量：采用酶标仪测定发酵液中乙醇含量。
6. 数据处理：记录各实验组乙醇含量，分析不同发酵条件对酵母乙醇发酵的影响。
五、实验结果与分析1. 温度对酵母乙醇发酵的影响：在30℃条件下，乙醇产量最高，随着温度升高或降低，乙醇产量逐渐下降。
2. pH值对酵母乙醇发酵的影响：在pH值为5.0时，乙醇产量最高，随着pH值升高或降低，乙醇产量逐渐下降。
3. 初始葡萄糖浓度对酵母乙醇发酵的影响：在初始葡萄糖浓度为10%时，乙醇产量最高，随着初始葡萄糖浓度增加或减少，乙醇产量逐渐下降。
酿酒酵母发酵产乙醇的原理
酿酒酵母发酵产乙醇的原理以酿酒酵母发酵产乙醇的原理为标题，我们来探讨一下酿酒酵母是如何进行乙醇发酵的。
酿酒酵母是一种单细胞真菌，主要属于酵母菌门中的酿酒酵母属。
它被广泛应用于酿酒、面包等食品加工行业，以及生物燃料和生物化学品生产中。
酿酒酵母之所以能够进行乙醇发酵，是因为其具有特殊的代谢途径和酶系统。
乙醇发酵是一种无氧代谢过程，指的是在缺氧条件下，有机物被酵母菌转化为乙醇和二氧化碳。
酿酒酵母利用碳源（如葡萄糖）进行代谢，通过一系列的化学反应，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳。
酿酒酵母通过一系列的酶催化反应将葡萄糖分解为两个分子的丙酮酸。
这个过程称为糖酵解，主要通过糖酵解途径中的磷酸戊糖激酶、戊激酶和丙酮酸激酶等酶催化完成。
接着，丙酮酸在缺氧条件下经过再次催化反应，被还原为乙醇。
这个过程称为醇酵解，主要通过醇酵解途径中的丙酮酸脱羧酶和酮酸还原酶等酶催化完成。
在这个过程中，产生的二氧化碳则被释放到外部环境中。
乙醇发酵过程中，酿酒酵母需要合适的环境条件。
首先，温度是影响酵母发酵活性的重要因素。
一般而言，适宜的发酵温度范围是20-30摄氏度。
过高或过低的温度都会抑制酿酒酵母的生长和发酵活性。
其次，酿酒酵母需要适宜的pH值。
一般而言，酿酒酵母的适宜pH范围是4-6。
过高或过低的pH值都会对酿酒酵母的发酵活性产生不利影响。
此外，酿酒酵母还需要适宜的营养素供应，如氮源、矿物质和维生素等。
乙醇发酵是一种能量产生的过程。
在发酵过程中，酿酒酵母通过代谢葡萄糖产生乙醇，同时也产生了少量的ATP（三磷酸腺苷）。
ATP 是细胞内的能量储存分子，能够提供细胞生命活动所需的能量。
乙醇发酵在工业生产中有着广泛的应用。
酿酒酵母通过乙醇发酵制备的乙醇被广泛应用于酒类、医药、香料等行业。
此外，乙醇还可以作为生物燃料的原料，用于替代化石燃料，减少对环境的污染。
总的来说，酿酒酵母发酵产乙醇的原理是通过一系列的酶催化反应，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳。
代谢木糖生产乙醇的基因工程菌研究进展
代谢木糖生产乙醇的基因工程菌研究进展洪解放 张敏华 刘 成 邹少兰 吴经才(天津大学石油化工技术开发中心,天津,300072)摘 要 木糖广泛存在于林业及农业废弃物中,木糖发酵生产乙醇是再生资源的有效利用。
文中报道了近几年来在利用基因工程菌发酵木糖生产乙醇方面的研究进展。
重点介绍了大肠杆菌、酿酒酵母、树干毕赤酵母及运动发酵单胞菌的基因改造情况。
关键词 木糖发酵,半纤维素,乙醇,基因工程第一作者:硕士研究生。
收稿时间:2004-10-25,改回时间:2004-12-06 20世纪以来人们利用石油作为主要能源和化工原料,为人类社会的发展做出了巨大贡献。
但由于大量开采,消耗过快,石油储备日趋减少,现已面临枯竭的地步。
因此,寻找新的代用品已成为刻不容缓的战略性问题。
地球上每年植物光合作用的生物量可达1145亿t ,其中大部分为木质纤维素类。
木质纤维素是纤维素、半纤维素和木质素等聚合物的复合物,其中半纤维素约占30%。
从总量上看,纤维素、半纤维素和木质素是世界上最广泛的可再生性生物资源。
木质纤维素广泛存在于林业及农业废弃物中,利用酸解或酶解的方法将木质纤维素转化为还原性糖会产生大量的五碳糖(D 2木糖和L 2阿拉伯糖)和六碳糖(葡萄糖、半乳糖和甘露糖),其中六碳糖约占2/3,五碳糖约占1/3。
而在半纤维素的水解产物中,D 2木糖约占90%。
燃料乙醇是一种清洁便捷的可再生能源,是来自可再生资源中最有发展前景的液体燃料,被纳入许多国家的发展战略规划。
木质纤维素水解产物中的六碳糖可由传统酿酒酵母很容易地发酵成酒精,而五碳糖则不能由传统酿酒酵母发酵产生乙醇。
因此,如果能找到一种可以混合糖为原料产乙醇的工程菌,理论上可使乙醇产量提高25%,从而降低生产成本。
现有的产醇发酵菌种中有些虽然具有较强的产醇能力,但可利用碳源范围窄(如运动发酵单胞菌只能以葡萄糖、蔗糖或果糖作为发酵原料;酿酒酵母亦只能利用六碳糖,不能利用五碳糖);有些虽然可利用碳源范围较广(如大肠杆菌可同时利用五碳糖和六碳糖),但产醇能力极为有限。
2022年华东理工大学生物技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案)
2022年华东理工大学生物技术专业《微生物学》期末试卷A(有答案）一、填空题1、G－细菌的鞭毛是由基体以及______和______3部分构成，在基体上着生______、______、______和______4个与鞭毛旋转有关的环。
2、病毒没有细胞构造，其主要成分为______和______两种，故又称“分子生物”。
3、在无氧条件下，葡萄糖经EMP途径后形成的终产物______可被进一步还原成______，也可先通过脱羧作用形成______，然后再被还原成______。
4、从化合物水平来看，微生物碳源谱主要有______、______、______、______、______、______、______和______等多种。
5、蕈菌从其______、______、______、______和______等方面来考察，证明它是典型的微生物，其大型子实体相当于其他真菌的______。
6、微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来______的同时也带来______。
7、最常见的厌氧菌有① ______，② ______，③ ______，④ ______，⑤ ______，⑥ ______等。
8、参与硫循环的微生物有______、______、______。
9、在进行转化时，受体细胞必须处于______，此时细菌细胞一般处于生长曲线上的______。
10、有两个系统和五种成分参与补体结合反应中，包括______系统的______和______成分，______系统的______和______成分；此外还有一个______成分。
若反应后出现溶血现象，则可说明补体结合反应为______。
二、判断题11、杆状的细菌一般都长有周生鞭毛。
（）12、培养营养缺陷型微生物的培养基必须同时加入维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶。
（）13、利用运动发酵单胞菌进行细菌酒精发酵要比酵母菌酒精发酵时供应更多的氧。
纤维燃料乙醇生产中木糖发酵的研究进展
纤维燃料乙醇生产中木糖发酵的研究进展曹秀华;阮奇城;林海红;胡开辉;孙淑静;祁建民【摘要】木糖是木质纤维质水解产物中含量仅次于葡萄糖的单糖,由半纤维素水解生成.研究表明,将本质纤维素原料中的木糖发酵生成乙醇,可提高纤维燃料乙醇的转化效率25%左右.天然菌种在发酵过程中具有副产物多、乙醇得率低、易污染、耐乙醇能力差等缺点,难以工业化应用.近年来许多研究者构建了可以高效代谢五碳糖和六碳糖的基因重组菌.虽然这些重组菌株在木糖转化酒精方面均显示出良好的应用前景,但仍存在诸多问题.本文介绍了近年来代谢工程改造微生物菌种发酵木糖生产酒精的研究进展,以期为利用农作物秸秆转化燃料乙醇研究提供参考依据.【期刊名称】《中国麻业科学》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】5页(P166-169,182)【关键词】纤维燃料乙醇;木糖;发酵;代谢工程【作者】曹秀华;阮奇城;林海红;胡开辉;孙淑静;祁建民【作者单位】福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002;福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】TQ92农作物秸秆是一种具有多用途的可再生生物资源，也是地球上最丰富的有机物质之一。
我国是一个农业大国，农作物秸秆数量大、种类多、分布广，长期以来则作为主要燃料或废弃、焚烧。
严重污染了大气环境，制约了农村经济可持续性发展。
能源危机已迫在眉睫，开发可再生能源已成为我国必须面对的重要课题。
以淀粉类和糖类为原料生产燃料乙醇，考虑到粮食安全，已被叫停。
以农作物纤维素类生产燃料乙醇，适应我国国情发展方向。
细菌酒精发酵研究现状综述
细菌酒精发酵现状摘要：假单胞菌属的一些细菌与酵母菌酒精发酵的途径不同，即按ED途径进行酒精发酵。
运动发酵单胞菌（z. mobilis）是20世纪70年代以来作为可能代替酵母进行酒精发酵菌种而广泛研究的对象。
于酵母菌相比有其优势：发酵温度比酵母菌高，对糖的发酵速度及利用率均高于酵母菌，可提高生产周期和原料利用率，且发酵不需通气，设备较简单，有利于连续发酵、无载体固定化等先进工艺来降低成本。
运动发酵单胞菌要求的发酵pH 较高,在6. 5左右。
关键词：细菌，发酵，酒精研究方向：菌种的改良，通过诱变或基因工程选育优良菌株。
工艺的研究，间歇式发酵，连续式发酵，混合发酵。
工艺控制的研究，温度，PH值，底物浓度，酒精浓度。
底物的研究，薯干，玉米，高粱，大米等。
1。
菌种的选育与改良运动发酵单胞耐酸菌株的诱变筛选。
a.原始菌种: Zymomonas mobilis ATCC 31821 ,由江南大学生物工程学院生物资源研究室保藏.，通过酸性平板筛选,在实验室保藏的运动发酵单胞菌中,得到一株能在pH 4. 5时进行酒精发酵的菌株,其酒精产量为66. 7 g/ L ,与原菌株在pH 6. 5 时的相同. 通过单因素实验和正交实验,对该菌在酸性条件下的酒精发酵条件进行了优化. 结果表明,在发酵温度为30～35 ℃, pH 4. 5 , 初糖质量浓度150 g/ L , 酵母膏质量浓度4 g/ L , 蛋白胨质量浓度为2 g/ L 时,该菌的酒精产量达到最大,为71. 7 g/ L。
b.pH对乙醇发酵影响很大，运动发酵单胞菌虽然可以在较低的pH值条件下发酵,但只能耐受4. 5左右的pH,在pH为6. 5时发酵易受杂菌污染. 因此,酸性环境下的无高温灭菌发酵成为细菌酒精发酵工业化的一个障碍. 如果采用耐酸性细菌,可在糖化醪制备完成后直接用于发酵,而无需调节pH,既降低了成本又简化了工艺,为细菌酒精发酵的工业化奠定基础。
通过对运动发酵单胞菌原始菌株(ZM6)的耐酸驯化、紫外诱变、小型初筛和复筛,获得一株耐酸突变菌株ZM62322.，通过突变菌株与出发菌株以及酵母发酵性能的比较表明ZM62322的发酵蔗汁性能显著优于ZM6菌株和工业生产乙醇的酵母,其最终乙醇质量浓度为56. 64g·L - 1 ,比ZM6菌株的52. 18 g·L - 1提高了4. 46 g·L - 1 ,而且最终乙醇质量浓度、总糖出酒率、总糖利用率均比酵母高出约10%. 通过正交试验对该耐酸菌株的发酵培养基进行优化并进行验证,发现含250 g·L - 1总糖、10 g·L - 1酵母膏、2 g·L - 1 KH2 PO4、0. 5 g·L - 1 (NH4 ) 2 SO4、1 g·L - 1MgSO4 ·7H2O, pH 5. 5的培养基最有利于ZM62322的发酵,发酵时间短,产乙醇多.。
离子增加基因工程运动发酵单胞菌乙醇产量的研究
５ ｎ ｒ ａ ｈ ｄ ｏ ０ ０ ｇ １ ｗ ｉ ｈ ｃ１ ｓ ｔ ０ １ ｇ ａ ｐ ６ ０ ａ ｄ ｅ ｃ ｅ ｔ ７ ． １ ／ ｈ ｃ ｏ ｅ ｏ ７ ． １ ／１ ｔ Ｈ ． ．
Ｋｅ ｗｏｒ ： Ａｃｉ ｔ ｅｒ ｎｃｅ Ｐ ｙ ｄｓ ｄ ｏ１ ａ ， ｂｐ， Ｆ ｍｅ ａｔｉ ｎ， Ｍａｇ ｅｒ ｎｔ ｏ ｎｅｓｉｉ Ｚｙ ｍｏ ｔｍ， ｍｏ ｎａｓ ｍｏｂｉ １ｉ ｓ
课题研究
离子增 加基 因工程运 动发酵 单胞 菌 乙醇产 量 的研 究
文 ／罗敏 曾一梅 魏娜 熊平 汪 浩勇
摘 要 ；本研究是从 Ｅ ｃ ｌ － 中的ｃ ｐ 基 因中分 离出的一段质 子缓冲序 列Ｐ ｐ 编码 ２ 个氨基 酸） ． ｏｉＫ１ ２ ｂＡ ｂ（ ４ 整合 到运 动发酵单胞 菌的基 因组 中， 成功 的筛选 出一株 乙醇产量 高， 耐酸性好 的菌株 ｚ Ｍ Ｇ ３ ． ． Ｈ 。与原 始 菌种相 比， ． ． Ｈ 平均产量可提 高 ６ ４ 。 ｚＭＧ ３ ． ％ 在
ｔ ａ ． Ｔ Ｃ３ ２ ， ｗ ｓ ｅ１ ｃ ｅ ． Ｆ ｒ ． Ｈ ， ｉ ｉ ｉ １ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｏ ｓ ｆ ０ １ ％ ７ ｙ ｒ ｔ ｄ ｍ ｇ ｅ ｉ ｍ ｓ ｌ ａ ｅ ０ ｈ ｎ Ｚ ＭＡ Ｃ １ １ ８ ａ ｓ ｅ ｔ ｄ ｏ Ｚ Ｍ Ｇ ３ ｎ ｔ ａ ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ． ２ ｈ ｄ ａ ｅ ａ ｎ ｓ ｕ ｕ ｆ ｔ ， ． ２ ａ ｍ ｎ ｕ ｕ１ ａ ｅ ａ ｄ ． ％ ｍ ｎ ｐ ｔ ｓ ｉ ｍ ｐ ｏ ｐ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｔ ｔ ｏ ｅ ｉ ｍ ｈ ｄ ｒ ｓ １ ｅ ｉ ． ． ７ ５ ｎ ． ％ ｍ ｏ ｉ ｍ ｓ ｆ ｔ ｎ ０ １ ｏ ｏ ｏ ａ ｓ ｕ ｈ ｓ ｈ ｔ ｉ ｈ ｅ ｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｍ ｄ ｕ ａ ｅ ｕ ｔ ｄ ｎ ８ ９ ． ａ ｄ ５
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运动发酵单胞菌产乙醇的研究
运动发酵单胞菌产乙醇的研究
摘要：
乙醇是一种重要的可再生能源，具有广泛的应用领域。
目前，大部分乙醇是通过植物的发酵过程产生的，然而，由于乙醇发酵速度较慢且生产周期较长，因此寻找一种高效、快速产乙醇的方法具有重要意义。
运动发酵单胞菌是一种特殊的微生物，具有快速生长和高产乙醇的特点，因此在乙醇生产中具有很大的潜力。
本文将探讨运动发酵单胞菌产乙醇的研究现状、发展前景以及可能的应用领域。
引言：
乙醇作为一种清洁能源受到了广泛关注。
传统的乙醇生产主要依赖于植物的发酵，如玉米、木薯等。
然而，这种方法存在生产周期长、产量低等问题。
运动发酵单胞菌是一种特殊的微生物，在生长过程中产生的乙醇可以直接提取并用于能源生产，具有很大的潜力。
一、运动发酵单胞菌的特点
运动发酵单胞菌属于革兰氏阴性菌，是一种栖居在土壤、水体和植物根际等环境中的微生物。
与传统发酵菌相比，运动发酵单胞菌具有以下特点：
1. 快速生长：运动发酵单胞菌能够在适宜的生长条件下迅速繁殖，生长周期较短。
2. 抗环境压力：运动发酵单胞菌对环境的适应能力强，能够在胁迫条件下存活并继续产乙醇。
3. 高产乙醇：运动发酵单胞菌通过代谢途径将底物转化为乙醇，产量较高。
二、运动发酵单胞菌产乙醇的研究现状
目前，运动发酵单胞菌产乙醇的研究较为初步。
研究者主要关注以下几个方面：
1. 菌株筛选：通过采集不同环境中的运动发酵单胞菌样本，筛选出高产乙醇的菌株。
2. 发酵条件优化：调控发酵条件，包括温度、pH值、底
物浓度等，提高乙醇的产量和产率。
3. 代谢途径研究：深入研究运动发酵单胞菌的代谢途径，揭示乙醇产生的机制。
4. 生物工程改造：利用基因工程技术改造菌株，提高乙
醇产量和稳定性。
三、运动发酵单胞菌产乙醇的应用前景
运动发酵单胞菌产乙醇具有广阔的应用前景，其中主要包括以下几个领域：
1. 燃料乙醇：利用运动发酵单胞菌生产乙醇作为替代石
油燃料使用，减少对传统能源的依赖，实现能源的可持续发展。
2. 化工原料：运动发酵单胞菌产乙醇可以作为制备化学
品的原料，如乙醇在医药、香料以及涂料等领域的广泛应用。
3. 生物能源：将运动发酵单胞菌用于生产乙醇的同时，
利用菌株生物质提取还可作为生物能源供给。
结论：
运动发酵单胞菌作为一种高效、快速产乙醇的微生物，具有巨大的应用潜力。
未来的研究应进一步深入探究运动发酵单胞菌产乙醇机制，并结合生物工程技术进行改良，以实现乙醇生产的可持续发展
综上所述，运动发酵单胞菌具有良好的乙醇产生能力和潜力。
通过采集不同环境中的样本，能筛选出高产乙醇的菌株。
同时，通过优化发酵条件，如温度、pH值和底物浓度等，可以提高乙醇的产量和产率。
此外，深入研究运动发酵单胞菌的代谢途径，能揭示乙醇产生的机制，为乙醇产业提供重要的理论基础。
此外，通过基因工程技术改造菌株，可以进一步提高乙醇产量和稳定性。
运动发酵单胞菌产乙醇在燃料乙醇、化工原料和生物能源等领域具有广阔的应用前景，有助于减少对传统能源的依赖，促进能源的可持续发展。
未来的研究应深入探究运动发酵单胞菌产乙醇的机制，并结合生物工程技术改良，以实现乙醇生产的可持续发展。