一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的方法，尤其涉及一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，属于甘蔗渣产乙醇生物发酵技术领域，提供的尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的转化率分别达到48％，尖孢镰刀菌株透明圈直径分别达到4.50

【技术实现步骤摘要】
一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法


[0001]本专利技术涉及一种尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的方法，尤其涉及一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，属于甘蔗渣产乙醇生物发酵


技术介绍

[0002]目前，利用木质纤维原料生产乙醇，首先需要经过物理、化学和生物方法进行预处理，然后经微生物产酶水解糖化，最终发酵生成乙醇，再进行蒸馏，脱水等步骤才能到较高纯度的产品。这使纤维素乙醇的加工过程更加繁琐，给工业化得生产增加了一定的难度，经济效益较低。目前纤维素乙醇的生产主要存在着以下几个问题。
[0003]首先，鉴于木质纤维素结构的致密性，难以被微生物直接利用，因此木质纤维素需要经过一定的预处理改变其结构和成分组成，才能使糖转化的效率高效进行。根据现阶段的研究显示，木质纤维素的预处理方法已经非常成熟，主要有酸处理、碱处理、蒸汽爆破、离子液体处理、机械粉碎等方式。但仍旧存在成本较高、机器磨损、原料损失、污染环境等问题。因此，研究人员依旧在关注该领域的创新，以寻求更加经济、高效的预处理方式。
[0004]其次，在纤维素水解阶段，目前存在着纤维素酶用量过高、底物浓度较低、发酵时间过长和乙醇产量相对较低等诸多问题，这使得乙醇的生产成本升高，为实际的生产和效益回收造成巨大阻碍。若能在生产过程中缩减加工步骤，或将中间步骤同步进行，将会大大缩短乙醇发酵时间节约生产成本。
[0005]此外，在木质纤维素的降解阶段，其降解产物以六碳糖(葡萄糖)为主，这部分单糖可以被大多数微生物利用；而半纤维素的降解产物则以五碳糖为主，以木糖占主导，其含量约占总糖含量的10％～40％，但大多数被应用于木质纤维素发酵的微生物并不能够很好的利用五碳糖，有的甚至对五碳糖毫无转化能力，这使五碳糖资源被严重浪费。若能在实际生产中合理的利用这部分资源，将会大大提升乙醇产量，这也是微生物利用木质纤维素生产燃料乙醇的关键技术之一。

技术实现思路

[0006]为了解决现有甘蔗渣产乙醇效率较低的问题，本专利技术所提供一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，通过筛选的尖孢镰刀菌株对甘蔗渣就行发酵，提高甘蔗渣产乙醇的乙醇产率。
[0007]本专利技术提供的技术方案具体包含以下步骤：
[0008]1.以甘蔗渣为底物，通过同步糖化发酵，筛选得到产乙醇能力较高的尖孢镰刀菌菌株，所述尖孢镰刀菌菌株于2017年10月20日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，分类命名为尖孢镰刀菌(Fusarium Oxysporum)，保藏编号为GDMCC3632。
[0009]2.尖孢镰刀菌株同步糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，包含以下步骤：
[0010]制备甘蔗渣：甘蔗渣经过自然风干后，粉碎，过100目筛，最后置于80～90℃烘箱烘
干至恒重，密封保存备用；
[0011]甘蔗渣通过甘油
‑
过碳酸钠(SPG)预处理：称取1Kg制备的甘蔗渣，添加含70～80％甘油和10～12％过碳酸钠的过碳酸钠
‑
甘油水溶液与甘蔗渣混合，甘蔗渣与过碳酸钠
‑
甘油水溶液比例为1∶10(w/v)，在121℃下条件下反应30～40min，待反应结束后，用布氏漏斗抽滤，并用90℃的去离子水洗至固体样品pH＝7，于70～80℃烘箱烘至恒重，粉碎，得到经SPG处理的甘蔗渣，密封保存备用；
[0012]制备种子液：在PDA平板上接种尖孢镰刀菌菌丝，培养7天，然后将与平皿同等大小的滤纸覆盖于平皿上，待菌丝长满滤纸，在超净工作台中挑取2cm2滤纸上的菌丝接到PDB培养基中，在25～28℃，130～150r/min条件下摇床震荡培养40～48h，尖孢镰刀菌种子液中尖孢镰刀菌浓度为1
×
106～1
×
107CFU/mL，即得种子液；
[0013]制备发酵液：硫酸铵1Kg，磷酸二氢钾1Kg，七水硫酸镁0.5Kg，氯化钙1Kg，用8L的蒸馏水溶解后，定容至10L，得到无机盐营养液，称取经SPG处理的甘蔗渣5Kg，加入无机盐营养液定容至5L，配制成甘蔗渣含量为10％的发酵液，于121℃，20～30min高压灭菌后备用；
[0014]发酵：向经高压灭菌的发酵液中接种活化后的尖孢镰刀菌种子液5～10mL，混匀后在25～30℃，150～300r/min条件下培养3～7天。
[0015]本专利技术的优点是：
[0016]①
本专利技术提供的尖孢镰刀菌菌株发酵甘蔗渣产乙醇的转化率分别达到48％。
[0017]②
本专利技术提供的尖孢镰刀菌菌株透明圈直径分别达到4.50
±
0.05cm，滤纸片降解情况分别为(++++)，纤维素酶活力分别为14.28
±
0.83U/mL。
具体实施方式
[0018]下面结合具体的实施例对本专利技术进一步说明。
[0019]实施例1：
[0020]1、以甘蔗渣为底物，通过同步糖化发酵，筛选得到产乙醇能力较高的尖孢镰刀菌菌株；
[0021]2、制备甘蔗渣：甘蔗渣经过自然风干后，粉碎，过100目筛，最后置于85℃烘箱烘干至恒重，密封保存备用；
[0022]3、甘蔗渣通过甘油
‑
过碳酸钠(SPG)预处理：称取1Kg制备的甘蔗渣，添加含70％甘油和12％过碳酸钠的过碳酸钠
‑
甘油水溶液与甘蔗渣混合，甘蔗渣与过碳酸钠
‑
甘油水溶液比例为1∶10(w/v)，在121℃下条件下反应30min，待反应结束后，用布氏漏斗抽滤，并用90℃的去离子水洗至固体样品pH＝7，于80℃烘箱烘至恒重，粉碎，得到经SPG处理的甘蔗渣，密封保存备用；
[0023]4、制备种子液：在PDA平板上接种尖孢镰刀菌菌丝，培养7天，然后将与平皿同等大小的滤纸覆盖于平皿上，待菌丝长满滤纸，在超净工作台中挑取2cm2滤纸上的菌丝接到PDB培养基中，在28℃，140r/min条件下摇床震荡培养40h，尖孢镰刀菌种子液中尖孢镰刀菌浓度为1
×
106CFU/mL，即得种子液；
[0024]5、制备发酵液：硫酸铵1Kg，磷酸二氢钾1Kg，七水硫酸镁0.5Kg，氯化钙1Kg，用8L的蒸馏水溶解后，定容至10L，得到无机盐营养液，称取经SPG处理的甘蔗渣5Kg，加入无机盐营养液定容至5L，配制成甘蔗渣含量为10％的发酵液，于121℃，20min高压灭菌后备用；
[0025]6、发酵：向经高压灭菌的发酵液中接种活化后的尖孢镰刀菌种子液5mL，混匀后在25℃，300r/min条件下培养3天，甘蔗渣产乙醇的转化率分别达到43％，尖孢镰刀菌菌株透明圈直径卫4.30
±
0.16cm，滤纸片降解情况分别为(++++)，纤维素酶活力分别为13.55
±
0.06U/mL。
[0026]实施例2：
[0027]1、采用同实施例1的尖孢镰刀菌菌株本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尖孢镰刀菌株，其特征在于：所述菌株是以甘蔗渣为底物，通过同步糖化发酵，筛选得到对纤维素降解能力较强，产乙醇能力较高的尖孢镰刀菌菌株，所述尖孢镰刀菌菌株于2017年10月20日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，分类命名为尖孢镰刀菌(Fusarium Oxysporum)，保藏编号为GDMCC3632。2.一种尖孢镰刀菌株同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，其特征在于，包含以下步骤：S1.制备甘蔗渣：甘蔗渣经过自然风干后，粉碎，过100目筛，最后置于80℃烘箱烘干至恒重，密封保存备用；S2.甘蔗渣通过甘油
‑
过碳酸钠(SPG)预处理：称取步骤S1制备的甘蔗渣，添加含70～80％甘油和10～12％过碳酸钠的过碳酸钠
‑
甘油水溶液与甘蔗渣混合，甘蔗渣与过碳酸钠
‑
甘油水溶液比例为1∶10(w/v)，在121℃下条件下反应30～40min，待反应结束后，用布氏漏斗抽滤，并用90℃的去离子水洗至固体样品pH＝7，于70～80℃烘箱烘至恒重，粉碎，得到经SPG处...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾璐，秦丹，熊兴耀，谢丙炎，苏小军，张志旭，胡亚平，湛佳佳，周泉，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：