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当前世界原油危机加剧,工业酒精作为新生物能源取代部分原油的可能性也越来越大。因此,木薯淀粉用于生产工业酒精具有广阔的发展前景,然而工业酒精生产整个过程能耗较大,不利于淀粉转化工业酒精产业化。在木薯淀粉生产工业酒精工艺中,淀粉高温糊化糖化及蒸馏过程能耗较大,其中高温糊化糖化工序占整个发酵工艺能耗的30%左右。生淀粉发酵技术是降低能耗的有效方法。生淀粉糖化酶是生料发酵的重要支撑,筛选木薯高效生淀粉糖化酶菌株是获得生淀粉糖化酶关键。好的筛选方法是获得木薯高效生淀粉菌株的基础。本研究从以上几点出发,取得成果如下:1.建立了筛选木薯生淀粉糖化酶菌株的新方法,包括新的生淀粉灭菌方法及平板制备方法。木薯生淀粉灭菌方法:已报道的文献一般采用甲醛熏蒸或75%酒精灭菌。本研究表明,4%NaC102浸泡20 min、0.36%升汞浸泡20 min和3%H202浸泡20 min,对木薯生淀粉的灭菌效果比传统方法更好,操作简单,灭菌后生淀粉色泽品质不发生改变,灭菌后生淀粉适用于配制筛选平皿和生淀粉发酵工艺研究。筛选培养基中加入生淀粉悬液倒平皿淀粉更均匀,平皿光滑平整。对生淀粉糖化酶菌株筛选平板进行改进,发现半糊化平板较纯生淀粉平板筛选效果更好。半糊化法筛选生淀粉糖化酶菌株最优平板为在培养基为75℃时加入生淀粉悬液,使淀粉浓度为1.5%。菌落培养3至4天,水解圈最清晰明显。半糊化法筛选糖化酶菌株简洁直观,无需添加碘检验菌落水解圈。2.从腐烂的木薯中分离得到一株降解生淀粉能力较强的菌株ITBB FC2。经形态学鉴定和18S rDNA序列分析,该菌株属于黑曲霉Aspergillus niger 该菌株用2%生木薯粉培养基摇瓶,37℃,200r/min培养3d后,发酵液葡萄糖含量为970 mg/L,生淀粉酶活力为495.04 U/mL。采用固体产酶培养基(麸皮:水=1:1)培养,所得酶活力为6330U/g。酶反应最适pH为4.0-5.0。Ca2+ 对酶活力有一定的促进作用。3.研究了黑曲霉菌株ITBB FC2在生淀粉发酵工艺中的应用,确定其适用于木薯粉生料发酵生产乙醇工艺。通过单因素实验和正交实验确定了生料发酵生产高浓度乙醇工艺最佳发酵因素组合。木薯生淀粉发酵生产酒精最佳条件为:料水比1:2.5,生淀粉糖化酶用量315 U/g,酵母接种量7500 CFU/mL,发酵时间5 d。发酵醪酒精浓度可达到12.9%,残糖含量为0.38%,淀粉利用率为73.86%。