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本试验以红薯为原料通过微生物发酵法生产酒精,与传统发酵工艺不同,本试验从天然的糖化酵母和酿酒酵母出发,以多重诱变和融合的方法选育出一株能一步发酵薯类淀粉的菌株。本文的研究主要从以下四个方面进行:
(1)对糖化酵母进行紫外-LiCl复合诱变,确定其紫外照射时间为90s,LiCl用量为0.5%,正突变率达到21.8%。成功选育出一株遗传性能稳定的高产糖化酶菌株Au90-8,其产生糖化酶活力为324U/g,较出发菌株提高了48.6%。
(2)对K氏酿酒酵母进行紫外-硫酸二乙酯复合诱变,通过正交实验确定其最佳诱变参数为紫外照射80s;DES浓度为5%,于35℃水浴振荡处理60min。最终选出一株酒精高产菌株KIJ80-6,其发酵最终酒精含量为14.6%(V/V),较出发菌株提高了39.1%
(3)将所选育出的糖化酵母高产菌株ALJ90-8和酿酒酵母高产菌株Ku80-6通过化学促融剂融合。确定了KLJ80-6用0.1%的B一巯基乙醇预处理10min,在30℃时,用浓度为2%蜗牛酶酶解1.0h,其原生质体的形成率与再生率分别为81.2%和17.4%。糖化酵母在35℃时,用浓度为2%蜗牛酶酶解1.5h,其原生质体的形成率与再生率分别为78.2%和12.5%。对亲本ALJ90-8原生质体进行灭活,确定其紫外灭活时间为120s。融合条件为:25℃高渗环境下用35%PEG(6000MW)处理15min,最终成功筛选出一株性能稳定且高产酒精的融合子,命名为KA-6。
(4)对融合子各项指标进行测定并对其发酵工艺进行优化,确定其最适生长温度为30℃、最适生长pH为6.0、对数生长期为10h~16h,其酒精耐受度为15%(v/v)。融合子AK-2生料发酵产酒精最佳工艺条件为:原料粉碎过80目筛,初始接种量15%,料液比为1:4,发酵温度为32℃,pH值4.0,发酵周期为96h。且在该优化条件下融合子利用生料发酵,发酵液残糖含量为1.06%,产酒精量为7.4%(v/v),淀粉出酒率为54.6%。
对融合子进行传代性试验,其发酵能力在20代之内无明显改变,遗传性能稳定,将其用于发酵,具有广阔的市场前景。