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随着石油资源趋于匮乏和全球环境污染问题的日益加重,各国纷纷开始开发可再生能源。燃料乙醇是目前是石油能源的部分替代品,甜高粱实现了不与人争粮、不与粮争地等优点,目前为较为理想的替代原料。菌种的优劣对发酵效果的影响非常大,能够筛选出具有优良性状的菌株及对菌株加以改善,不仅降低了生产成本,还对实现酒精的大规模工业化生产,解决能源危机都有着重大意义。1.发酵菌种的选育。以酵母菌株S. FFCC2167为出发菌株,首先经过驯育后提高了酵母菌株耐高糖能力,再用X-ray和DES进行复合诱变,利用TTC鉴别培养基筛选出突变株,耐酒精试验进行三筛,得到了菌株FXD-3,不仅提高了酒精的产率,还提高了耐酒精能力。以220 g/L甜高粱茎汁通用配方为发酵培养基,最佳发酵条件是接种量10%v/v,30℃,pH=4.5,发酵周期为3 h,酒精产量92.98g/L,酒精得率为90.03%。2.诱变株发酵条件优化。借助Minitab软件的实验设计,通过响应面试验设计,对发酵条件进行优化,采用偏导数方法分别得出酒精产量的最佳添加量和有显著性的交互作用直观分析。试验结果表明：在最适发酵条件下,初总糖甜高粱汁为220 g/L,发酵培养基中各营养盐的添加量分别为CO(NH2)24.8318g/L、MgSO41.3734g/L、KH2PO44.8114g/L、 CaCl25.8571g/L和FeCl30.6962 g/L,可达最高产量。菌株FXD-3的发酵周期为36 h,残还原糖9.24 g/L,糖利用率95.8%,酒精产量100.44g/L,酒精得率93.46%。与诱变前相比,总糖下降8%,总糖利用率提高0.92%；酒精产量提高了21.15 g/L,酒精得率提高了26.67%。3.甜高粱茎汁分批发酵动力学模型。建立酵母生长、酒精生成和底物消耗动力学模型；全程检测分批发酵过程,对试验结果建立逻辑斯蒂方程,以麦夸特法拟合,通过矩阵线性方程求解,得出动力学模型参数。拟合效果较好,说明建立的模型很好地反映了甜高粱茎汁酒精分批发酵过程及其动力学机制,可用于进一步设计大型发酵工艺。酵母菌体生长动力学模型：酒精生成动力学模型：底物消耗动力学模型：