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玉米芯是廉价的可再生资源,利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇,与传统的加氢催化工艺相比,具有原料成本低、反应条件温和、能耗小、产品质量好等优势。本课题以热带假丝酵母W103为酵母发酵菌种生产木糖醇,考察了其发酵木糖生产木糖醇的特性、影响木糖醇合成效果和影响发酵过程的因素,同时研究了种子培养时间、种子培养方式、接种量、温度、初始pH、培养基等对热带假丝酵母W103发酵木糖醇的影响,结果表明最适发酵条件为:以木糖为碳源,接种量10%,种子龄18 h;发酵时培养基成分为木糖40 g/L,硫酸铵10 g/L,酵母浸粉3 g/L,蛋白胨5 g/L,培养基中加入微量Mg2+、Ca2+,初始pH值为4.5;培养温度为35℃。该条件下摇瓶发酵结果为最高木糖醇得率为72%,木糖醇生长强度为1.13 g /(Lh)。对热带假丝酵母W103在发酵罐上的培养条件进行了进一步优化,结果表明:当通气量为0.6vvm、pH=4.5、搅拌转速为550 r/min,在菌体对数生长中期向培养基中补加定量碳源,可大大提高菌体的生物量和木糖醇含量,批次发酵中最大木糖醇浓度为52.47g/L,木糖醇得率和木糖醇生长强度分别为74%为1.22g/(Lh),木糖利用率为90.42%。在发酵罐上分批补料实验中发现,培养过程0h-24h是菌体生长阶段,适当提高通气量和搅拌速率有助于生物量的积累;发酵后期为木糖醇主要形成阶段,适当降低通气量和搅拌速率有利于提高木糖醇发酵的效率。在前24h通气量为0.8vvm,24h-120h通气量为0.4vvm时得到木糖醇浓度194.10g/L,相应的得率和生长强度分别为70%和1.62g/(Lh)。本论文还研究了玉米芯水解液的制备和脱毒处理以及利用半纤维素水解液发酵生产木糖醇。优化的水解液制备方法为固液比1:10(质量:体积),1%的H2SO4,120℃水解1.5h。该水解液经石灰脱毒处理后可用作发酵底物。发酵液中木糖醇终浓度可达60.56g/L,木糖醇得率和生长强度分别为67%和0.88g /(Lh)。该方法明显降低了原料的成本,显示了良好的实际应用价值。因为以玉米芯半纤维素水解液为原料发酵生产木糖醇是一种新型的绿色工艺,本研究工作为利用廉价的玉米芯半纤维素水解液代替纯木糖发酵木糖醇制定了一条经济有效的技术路线,具有重要的社会效益和明显的经济价值。