玉米秸秆酸解副产物对酒精发酵影响的研究

【摘要】： 本文用高效液相色谱对玉米秸秆稀酸水解预处理后的水解液中的成分进行了分离和定量，得出了水解液中存在的主要副产物甲酸、乙酸、香草醛、糠醛和羟甲基糠醛，其中乙酸和香草醛以较高浓度存在。Ca(OH)_2过碱化脱毒处理可除去少量副产物，但是对羧基酸的浓度基本无影响。 实验中分别考查了这五种副产物在不同浓度下对重组菌株S．cerevisiae 6508-127生长和发酵的影响。结果表明，甲酸和乙酸对菌体生长的抑制强于乙醇生成，且甲酸的抑制程度远大于乙酸，1g／L即明显的抑制了木糖的利用和菌体生长，而乙酸2g／L开始对发酵有较明显的影响；2g／L香草醛可使菌体生长延滞期明显延长，而在较低浓度(≤1.2g／L)此现象不明显，6g／L香草醛完全抑制了发酵的进行；糠醛在0.5-1.5g／L范围内对菌体生长有抑制作用，但使乙醇得率提高；羟甲基糠醛在0.2g／L浓度存在就使乙醇得率有明显降低，但使生物量得率提高；研究中还发现，糠醛、羟甲基糠醛和香草醛可被S．cerevisiae 6508-127代谢。 发酵玉米秸秆稀酸水解液与浓缩液，与模拟培养基的发酵情况对比，得到副产物的共同作用与每种副产物作用的简单加和有很大差异。副产物以不同的浓度共同存在时对发酵的影响有较大不同，且以较低浓度存在时对木糖代谢及乙醇生成有促进作用。 【关键词】：玉米秸秆 稀酸水解液 副产物 木糖 乙醇发酵
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TQ223.122
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-29
• 1.1 燃料酒精的研究背景及意义10
• 1.2 燃料酒精行业的发展10-12
• 1.2.1 国内外燃料酒精行业的现状10-11
• 1.2.2 燃料酒精行业的发展及展望11-12
• 1.3 木质纤维素原料性质及利用12-16
• 1.3.1 木质纤维素及生物质12-13
• 1.3.2 木质纤维素的结构13-14
• 1.3.3 木质纤维素资源的利用14-16
• 1.4 木质纤维素的预处理16-17
• 1.4.1 木质纤维素的预处理方法16
• 1.4.2 稀酸水解预处理16-17
• 1.5 预处理所得水解液的化学组成及副产物17-22
• 1.5.1 预处理所得水解液的化学组成17-18
• 1.5.2 副产物的组成及分析方法18-19
• 1.5.3 副产物对酿酒酵母发酵的影响19-22
• 1.6 木质纤维素水解液的脱毒处理22-24
• 1.6.1 生物方法22-23
• 1.6.2 物理方法23
• 1.6.3 化学方法23-24
• 1.7 混合糖乙醇发酵24-27
• 1.7.1 菌种24-26
• 1.7.2 发酵工艺26-27
• 1.8 课题组前期研究基础及本文实验的思路和方法27-29
• 2 实验材料和方法29-32
• 2.1 试剂与仪器29
• 2.1.1 试剂29
• 2.1.2 仪器29
• 2.2 材料与方法29-31
• 2.2.1 原料29
• 2.2.2 菌种29
• 2.2.3 培养基29-30
• 2.2.4 水解液的制备及过碱化处理30
• 2.2.5 酵母的培养30
• 2.2.6 生长情况的测定30
• 2.2.7 兼性厌氧乙醇发酵对比实验30-31
• 2.3 分析方法31-32
• 2.3.1 水解液中化合物的分离及定量31
• 2.3.2 苯酚-硫酸法测多糖31
• 2.3.3 发酵产物的分析31
• 2.3.4 菌体浓度的分析31-32
• 3 玉米秸秆稀酸水解液成分及浓度分析32-35
• 3.1 引言32
• 3.2 水解液的成分及浓度32-34
• 3.2.1 水解液的化学组成32
• 3.2.2 水解液的定量32-34
• 3.3 讨论34-35
• 4 各种副产物对重组酿酒酵母6508-127生长及发酵的影响35-47
• 4.1 引言35
• 4.2 副产物存在下重组酿酒酵母6508-127的生长情况35-37
• 4.3 副产物对重组酿酒酵母6508-127共发酵木糖和葡萄糖的影响37-45
• 4.3.1 乙酸和甲酸对重组酿酒酵母6508-127共发酵木糖和葡萄糖的影响38-40
• 4.3.2 香草醛对重组酿酒酵母6508-127共发酵木糖和葡萄糖的影响40-42
• 4.3.3 糠醛、羟甲基糠醛对重组酿酒酵母6508-127发酵的影响42-44
• 4.3.4 副产物在发酵过程中的变化44-45
• 4.4 讨论45-47
• 5 重组酿酒酵母6508-127发酵玉米秸秆稀酸水解液47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 实验方法47
• 5.3 水解液原液发酵对比实验47-54
• 5.3.1 重组酿酒酵母6508-127发酵水解液147-50
• 5.3.2 重组酿酒酵母6508-127发酵水解液250-54
• 5.4 浓缩水解液发酵对比实验54-57
• 5.5 讨论57-59
• 结论59-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况65-66
• 致谢66-67

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