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目前,有不少研究学者发现可直接利用菊芋替代玉米、大米等为原料生料发酵生产酒精,降低酒精生产的原料成本。菊芋在云南省许多地区多有栽种,它具有耐贫瘠、易种植、产量高,适应性强等有利优势。菊芋的块茎中含有大量的菊粉,菊粉可以在菊粉酶的作用下水解为果糖或者低聚果糖,是微生物发酵生产酒精的良好糖源,并且在饲料、食品及环境治理等领域具有广阔的应用前景。本课题采用富集培养的方法,成功分离筛选到产菊粉酶的优良菌株,并在此基础上,对该菌株进行了分类鉴定、发酵条件优化、酶学性质、酶水解产物以及以菊芋为原料利用菊粉酶生产酒精等方面的研究。(1)以菊粉为唯一碳源进行了富集培养,选取了产酶活力最高的SYS-1进一步研究。通过对菌株SYS-1培养特征、形态特征等方面的鉴定,确定该菌株为黑曲霉。(2)对该株的发酵产酶条件进行了优化,确定了优化的发酵条件为：麸皮5%,蛋白胨4%,(NH4)2HPO42%,NaCl 0.5%,K2HPO4 0.3%,菊粉2%,酵母膏4‰,初始pH6.0,接种量2.5%,装液量为60mL,在30℃摇瓶150rpm/min,发酵120h, SYS-1酶活力最高可达59.25U/mL。(3)对菌株SYS-1所产粗酶的酶学性质及酶水解产物进行了研究。该酶的最适温度为65℃,最适pH值为4.5,具有较好的耐热性和pH稳定性；在4℃贮存1周后仍有60%以上的残余酶活。Cu2+、Pb2+和Ag+、Hg2+严重抑制菊粉酶酶活力；另外,Fe3+Fe2+、Al3+抑制此酶；Ca2+、Mg2+对菊粉酶有明显激活作用,而K+、Zn2+对菊粉酶无明显激活或抑制作用；此外EDTA对菊粉酶活性无显著效应。菊粉酶的米氏常数为2.56mg/mL,最大反应速度为8.11mg/mL·min。通过薄层色谱对该酶水解产物分析得到,该酶为外切型菊粉酶,主要产物为果糖。(4)研究菊粉酶在以菊芋为原料发酵生产酒精的应用,通过单因子试验及正交试验,确定了以菊芋为原料发酵产酒精的最佳条件为：发酵时间24h,发酵温度40℃、菊粉酶添加量为20U/g, pH4.5,料水比为1：5.0,酵母添加量为2%,此工艺条件下发酵产酒精度达到8.9°。