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燃料乙醇是一种可替代化石燃料的新型能源,木质纤维素类生物质由于其分布广泛且价格低廉,是生产燃料乙醇的理想原料。但纤维素乙醇的生产也面临如下问题：木糖的发酵速率慢且乙醇产量低；现有菌株的最适生长温度和纤维素酶的最适酶解温度不符,导致同步糖化发酵效率低。本文针对上述问题对纤维素乙醇生产的关键技术进行了研究,内容如下：首先本文考察了Kluyveromyces marxianus DL1, Kluyveromyces marxianus1727, Kluyveromyces marxianus DL2, Kluyveromyces latis和Saccharomyces cerevisiae6525在微量通气条件下分别以己糖(葡萄糖,甘露糖,半乳糖)和戊糖(木糖,阿拉伯糖)为底物时的生长情况。研究结果表明,K. marxianus DL1具有细胞生长快,乙醇得率高和生产强度大的优势。以葡萄糖为底物时,K. marxianus DL1在第10h乙醇产量达到最大为7.96g/L,乙醇得率以及生产强度为0.351g/g和0.80g/(L·h),分别比S. cerevisiae6525高出近11%和135%。当以甘露糖和半乳糖为底物时,K. marxianus DL1的乙醇产量和得率均与S. cerevisiae6525相近,但K. marxianus DL1的乙醇生产强度却分别是S.cerevisiae6525的1.2倍和2倍。以木糖为底物时,仅有K, marxianus DL1能够利用木糖产乙醇,且在第72h乙醇产量达到最大为1.71g/L,乙醇得率为0.095。以阿拉伯糖为底物时,菌株代谢过程中并没有乙醇产出,仅有K. marxianus DL1有代谢副产物阿拉伯糖醇产出并在第168h达到最大为2.28g/L其次本文考察了上述五株菌在无氧条件下分别以己糖(葡萄糖,甘露糖,半乳糖)和戊糖(木糖,阿拉伯糖)为底物时的发酵情况。研究结果表明,K. marxianus DL1的优势依旧明显。以葡萄糖为底物时,K. marxianus DL1在第16h乙醇产量达到最大为14.69g/L,乙醇得率以及生产强度为0.357g/g和0.92g/(L·h),分别是S. cerevisiae6525的1.1和1.7倍。当以甘露糖和半乳糖为底物时,K. marxianus DL1的生产强度分别是S. cerevisiae6525的1.3倍和1.1倍,但和生长情况有所不同,K. marxianus DL1的乙醇产量和得率均高于S. cerevisiae6525。当分别以木糖和阿拉伯糖为底物时,菌株的代谢和生长情况类似,K. marxianus DL1代谢木糖于第120h乙醇产量达到最大为7.68g/L,乙醇得率和生产强度分别为0.199g/g和0.064g/(L·h)。 K. marxianus DL1代谢阿拉伯糖于第168h阿拉伯糖醇产量达到最大为5.96g/L。在上述实验基础上,考察温度(30℃、35℃、39℃、41℃)和培养基成分(有机培养基和合成培养基)对K. marxianus DL1以木糖为底物时的发酵情况影响。研究结果表明,随着温度的逐渐升高,木糖的代谢速率逐渐变慢,乙醇和木糖醇的产量逐渐降低。在35℃下的有机培养基中,K. marxianus DL1代谢木能的能力优于同样温度下的合成培养基。在有机培养基中,K. marxianus DL1代谢木糖的速率快,木糖醇产量高,发酵后期的木糖剩余浓度低且乙醇产量高。发酵至终点有机培养基中有3.5g/L的木糖剩余,而合成培养基中却有15.5g/L残糖,有机培养基中的最大木糖醇浓度和乙醇浓度分别是合成培养基的1.5和1.2倍。最后,本文考察了K. marxianus DL1在不同温度条件下同步糖化发酵玉米秸秆酶解液的情况。研究结果表明,K. marxianus DL1可以同步糖化发酵纤维素和半纤维产乙醇,高温更有利于K. marxianus DL1的同步糖化发酵。和30℃相比,35℃时纤维素酶的酶解速率更快,且最大乙醇浓度达到5.26g/L比30℃时高出11.4%