【摘 要】
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菊芋俗称洋姜或鬼子姜,具有耐寒、耐旱和耐盐等抗逆性优点,适用于非耕地种植且产量极高.目前对菊芋的利用主要集中在从块茎中提取经济附加值高的菊粉,而菊芋的茎秆利用较
【机 构】
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上海交通大学生命科学技术学院,上海市 200240
【出 处】
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中国生物工程学会第六次全国会员代表大会暨第九届学术年会
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菊芋俗称洋姜或鬼子姜,具有耐寒、耐旱和耐盐等抗逆性优点,适用于非耕地种植且产量极高.目前对菊芋的利用主要集中在从块茎中提取经济附加值高的菊粉,而菊芋的茎秆利用较少,有关利用菊芋秸秆物料发酵生产乙醇的工作尚未见报道.同其他木质纤维素原料类似,菊芋秸秆也可用于生物质燃料的生产.需经过预处理、纤维素酶解、同步糖化发酵等步骤.预处理是利用木质纤维素的首要环节,能打破木质纤维素紧密的结构,便于后续酶解的进行.高温同步糖化能解决酶解最佳温度与发酵最佳温度不匹配的问题,在保证细胞发酵活性的前提下提高了酶解效率.本研究中使用了碱处理、酸处理、氢氧化钠联合过氧化氢处理以及次氯酸钠联合过氧化氢处理对菊芋秸秆进行预处理,通过比较预处理后碳水化合物组份的含量以及酶解葡萄糖和木糖的得率,确定氢氧化钠联合过氧化氢预处理方法为最适合菊芋秸秆的预处理方法,总糖收率达到了73.7％.同时用模拟水解液对实验室酵母YB73、LX03以及工业酵母Ethanol red、Angel yeast进行40℃高温发酵性能的比较,其中Angel yeast在生物量及终点乙醇浓度方面的表现均为最佳, 72 h发酵后Angel yeast终点乙醇浓度为55 g/L,消耗了120 g/L葡萄糖,因此选择其为高温同步糖化发酵菌株.最后使用真实菊芋秸秆物料进行氢氧化钠联合过氧化氢预处理,40℃条件下使用Angel yeast在5 L的发酵罐中进行同步糖化发酵,并将物料分批补入,发酵终点时累计加入物料400 g/L,提高了酶解糖收率和终点乙醇浓度,乙醇的得率为0.199 g/g预处理后菊芋秸秆.
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