本发明涉及一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,属于能源微生物领域。
背景技术:
随着工业的飞速发展,传统化石能源在日益枯竭,环境也在日益恶化。利用来源丰富的木质纤维素生产生物乙醇是优秀的化石能源替代物,而且还能减少对环境的污染和温室气体的排放。然而,木质纤维素乙醇的生产成本过高阻碍了传统纤维素乙醇实现工业化生产,造成成本过高的主要原因有:(1)纤维素酶成本过高;(2)缺少能够高效利用来源于半纤维素的戊糖(五碳糖)的乙醇菌株;半纤维素在植物生物质中的含量仅次于纤维素,而且相比起纤维素,半纤维素更容易水解。但半纤维素水解产生的戊糖和阿拉伯糖等碳源不但不能被传统纤维素乙醇菌株酿酒酵母(saccharomycescerevisiae)和运动发酵单胞菌(zymomonasmobilis)利用,而且还会抑制菌株的生长。(3)传统发酵菌株为常温菌,但是发酵过程会释放热量,导致发酵罐温度上升。因此,为了保持发酵菌株活性,发酵罐需要配备冷却装置;而随后乙醇蒸馏回收步骤又需要加温,导致生产过程中的能耗过大。
高温厌氧菌具有纤维素降解能力强、可直接利用多糖或单糖(六碳糖、五碳糖)等多种碳水化合物发酵生产乙醇的特点。而且高温发酵可以加速生物质转化成燃料或其衍生化合物的速度,抑制杂菌的生长,还能减少乙醇蒸馏回收时的成本。thermoanaerobacteriumsp.rx1是一株分离于云南保山热泉的革兰氏阳性严格厌氧高温芽孢杆菌,能利用葡萄糖、木糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露醇、乳糖、麦芽糖、纤维二糖、木聚糖、淀粉、果胶、纤维二糖中一种或几种发酵生产乙醇,生长的ph范围为4.5-8.0,最适ph值是7.0[1]。利用培养环境ph控制来改变发酵产物分布在很多常温菌领域都有报道,但在高温厌氧菌领域却鲜有报道;而且很多对ph值的控制仅限于初始ph,无法控制发酵过程的ph变化。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,该方法利用控制ph值来使高温厌氧菌thermoanaerobacteriumsp.rx1中心碳流向乙醇,提高乙醇产量。
本发明所使用的菌株thermoanaerobacteriumsp.rx1已于2011年4月5日保藏在“中国典型培养物保藏中心”,保藏号为cctccm2011109[1]。
一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)划线培养:在温度为50~60℃条件下,将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1置于固体培养基上进行厌氧培养48~60h得到rx1单菌落,其中液体培养基为mm641培养基,固体培养基的ph值为6.0~8.0;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至液体培养基中,在温度为50~60℃条件下进行厌氧培养12~16h得到纯化rx1菌种,其中液体培养基为mm641培养基,液体培养基的ph值为6.0~8.0;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至液体培养基中,在温度为50~60℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期得到活化rx1菌种,其中液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵液体培养基中,在温度为50~60℃、通入氮气或二氧化碳、ph值为6.00~8.00的条件下,发酵6~10h,然后在搅拌条件下继续发酵48~72h后终止发酵,其中发酵液体培养基为mm641培养基;
所述mm641培养基配方包括碳源、氮源、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、酵母膏、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;
所述微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+,碳源为葡萄糖、木糖、果糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露醇、乳糖、麦芽糖、木聚糖、淀粉、果胶或纤维二糖;氮源为胰蛋白胨、大豆蛋白胨、酵母提取物、水解乳蛋白、水解酪蛋白的一种或任意比多种;
所述mm641培养基为5~10g/l碳源、2~5g/l氮源、0.6~1.0g/lnh4cl、0.4~1.0g/lmgcl2·6h2o、0.5~1.5g/lkh2po4、1~4g/lk2hpo4、0.5~1.0g/l刃天青、5~10mmol/lfe2+、8~12nmol/lfe3+、0.4~0.6mmol/lzn2+、0.4~0.6mmol/lmn2+、0.6~1.0mmol/lco2+、10~16nmol/lcu2+、0.08~0.2mmol/lni2+、0.16~0.20mmol/lmo6+、0.08~0.2mmol/lb3+;
所述步骤(1)固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为6.0~8.0,煮沸,加入0.5~1.0g/l半胱氨酸盐酸盐、2~4g植物凝胶,灭菌,凝固;
所述发酵罐液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为6.0~8.0,煮沸,加入0.5~1.0g/l半胱氨酸盐酸盐,灭菌,冷却至温度为50~60℃,通入氮气或二氧化碳,通气流量为10~30l/h;
所述液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为6.0~8.0,煮沸,加入0.5~1.0g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气或二氧化碳,通气量为10~20l/h,冷却,灭菌;
所述步骤(3)中纯化rx1菌种的接种量为1%;
所述步骤(4)中活化rx1菌种的接种量为0.5%;
本发明的有益效果是:
(1)本发明方法通过全程控制ph值来使高温厌氧菌thermoanaerobacteriumsp.rx1中心碳流向乙醇,提高乙醇产量;相比现有技术,通过控制ph值,在最佳ph值的条件下可使乙醇生产量提高60%,副产物乳酸产量降低92%,副产物乙醇产量降低75%,适于木质纤维素类原料物质发酵产乙醇;
(2)本发明方法操作简单,便于规模化运用。
附图说明
图1为本发明中对比例和实施例1~3的高温厌氧菌thermoanaerobacteriumsp.rx1的生长曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。
对比例:一种高温厌氧菌生产乙醇的方法,具体步骤如下:
(1)划线培养:将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1划线于平皿固体培养基上,接种完成后把平板倒置于厌氧罐中,用真空泵抽取罐内气体,再通入氮气,反复3次,温度为55℃的条件下厌氧培养48h得到rx1单菌落;其中培养基为mm641培养基,平皿固体培养基的ph值为7.0;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至5ml亨特试管液体培养基中,在温度为55℃条件下进行厌氧培养16h得到纯化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基,亨特试管液体培养基的ph值为7.0;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至亨特试管液体培养基中,其中纯化rx1菌种的接种量为1%,在温度为55℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期(od为1.0~1.2)得到活化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵液体培养基中,其中活化rx1菌种的接种量为0.5%,在温度为55℃、通入氮气的条件下,发酵8h,然后在搅拌条件下继续发酵48h后终止发酵,其中发酵液体培养基为mm641培养基、氮气的通气流量为5l/h;
本对比例中mm641培养基配方包括木糖、蛋白胨、酵母提取物、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;其中微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+;mm641培养基为10g/l木糖、2g/l胰蛋白胨、1g/l酵母提取物、0.9g/lnh4cl、0.4g/lmgcl2·6h2o、0.75g/lkh2po4、1.5g/lk2hpo4、0.5g/l刃天青、7.5mmol/lfe2+、9nmol/lfe3+、0.5mmol/lzn2+、0.5mmol/lmn2+、0.8mmol/lco2+、12nmol/lcu2+、0.1mmol/lni2+、0.2mmol/lmo6+、0.1mmol/lb3+;
本对比例中亨特试管液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气,通气量为10l/h,待冷却至室温后,分装到充满氮气的亨特试管中,115℃灭菌30min;
本对比例中平皿固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐和3g植物凝胶,115℃灭菌30min,超净台内分装倒至平皿内,待凝固后即可进行接种;
本对比例中发酵罐液体培养基为采用naoh调节mm641培养基的ph值,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐,然后倒入发酵罐内,安装ph计、泡沫计、溶氧计,拧紧盖板固定螺丝,115℃灭菌30min,待发酵罐液体培养基培养基冷却至60℃后,通入氮气15min,通气量为20l/h;
rx1菌株生长性能的测定:发酵液中取2ml样品置于1cm比色杯在600nm下测定od值;用无接种菌液的培养基作为空白对照,本对比例的rx1菌株生长性能如图1所示,rx1菌干重的最大值为0.854g/l;
残糖及发酵代谢产物分析:残糖及代谢产物通过高效液相色谱(hplc)检测,检测设备为:日本岛津at-20高效液相色谱仪;检测器为rid-10a型示差折光检测器;色谱柱为aminexhpx-87hcolumn(300×7.8mm)(bio-rad);流动相:5mmol/lh2so4;流速:0.6ml/min;柱温:55℃;采集时间为30min;本对比例的测试结果如表1所示,从表1可知,乙醇为2.436g/l,副产物乳酸为1.341g/l,乙酸为1.554g/l。
实施例1:一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,具体步骤如下:
(1)划线培养:将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1划线于平皿固体培养基上,接种完成后把平板倒置于厌氧罐中,用真空泵抽取罐内气体,再通入氮气,反复3次,55℃条件下厌氧培养48h得到rx1单菌落;其中培养基为mm641培养基,平皿固体培养基的ph值为7.0;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至5ml亨特试管液体培养基中,在温度为55℃条件下进行厌氧培养12h得到纯化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基,亨特试管液体培养基的ph值为7.0;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至亨特试管液体培养基中,其中纯化rx1菌种的接种量为1%,在温度为50℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期(od为1.0~1.2)得到活化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵亨特试管液体培养基中,其中活化rx1菌种的接种量为0.5%,在温度为55℃、氮气氛围、控制ph值为7.0的条件下,发酵8h,然后在搅拌条件下继续发酵48h后终止发酵,其中发酵亨特试管液体培养基为mm641培养基,氮气的通入流量为5l/h;
本实施例中mm641培养基配方包括碳源、氮源、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;其中微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+;mm641培养基为10g/l木糖、2g/l蛋白胨、1g/l酵母提取物、0.9g/lnh4cl、0.4g/lmgcl2·6h2o、0.5g/lkh2po4、1.0g/lk2hpo4、0.5g/l刃天青、7.5mmol/lfe2+、9nmol/lfe3+、0.5mmol/lzn2+、0.5mmol/lmn2+、0.8mmol/lco2+、12nmol/lcu2+、0.1mmol/lni2+、0.2mmol/lmo6+、0.1mmol/lb3+;
本实施例中亨特试管液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气,通气量为10l/h,待冷却至室温后,分装到充满氮气的亨特试管中,115℃灭菌30min;
本实施例中平皿固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐和3g植物凝胶,115℃灭菌30min,超净台内分装倒至平皿内,待凝固后即可进行接种;
本实施例中发酵罐液体培养基为采用naoh调节mm641培养基的ph值为7.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.75g/l半胱氨酸盐酸盐,然后倒入发酵罐内,安装ph计、泡沫计、溶氧计,拧紧盖板固定螺丝,115℃灭菌30min,待发酵罐液体培养基培养基冷却至55℃后,通入氮气15min,通气量为20l/h;
rx1菌株生长性能的测定:发酵液中取2ml样品置于1cm比色杯在600nm下测定od值;用无接种菌液的培养基作为空白对照,本实施例的rx1菌株生长性能如图1所示,rx1菌干重的最大值为0.877g/l;
残糖及发酵代谢产物分析:残糖及代谢产物通过高效液相色谱(hplc)检测,检测设备为:日本岛津at-20高效液相色谱仪;检测器为rid-10a型示差折光检测器;色谱柱为aminexhpx-87hcolumn(300×7.8mm)(bio-rad);流动相:5mmol/lh2so4;流速:0.6ml/min;柱温:55℃;采集时间为30min;本实施例的测试结果如表1所示,乙醇为3.865g/l,副产物乳酸为0.136g/l,乙酸为0.610g/l,相比对比例,乙醇产量为对比例的1.6倍,副产物乳酸仅为对比例的10%,副产物乙酸仅为对比例的39%。
实施例2:一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,具体步骤如下:
(1)划线培养:将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1划线于平皿固体培养基上,接种完成后把平板倒置于厌氧罐中,用真空泵抽取罐内气体,再通入氮气,反复3次,50℃条件下厌氧培养60h得到rx1单菌落;其中培养基为mm641培养基,平皿固体培养基的ph值为6.0;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至5ml亨特试管液体培养基中,在温度为55℃条件下进行厌氧培养16h得到纯化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基,亨特试管液体培养基的ph值为7.5;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至亨特试管液体培养基中,其中纯化rx1菌种的接种量为1%,在温度为60℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期(od为1.0~1.2)得到活化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵亨特试管液体培养基中,其中活化rx1菌种的接种量为0.5%,在温度为50℃、通入氮气、控制ph值为8.0的条件下,发酵6h,然后在搅拌条件下继续发酵72h后终止发酵,其中发酵亨特试管液体培养基为mm641培养基、氮气的通气流量为10l/h;
本实施例中mm641培养基配方包括碳源、氮源、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;其中微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+;碳源为甘露糖,氮源为酵母提取物和大豆蛋白胨的混合物;mm641培养基为8g/l甘露糖、5g/l氮源(酵母提取物和大豆蛋白胨的混合物)、0.6g/lnh4cl、1.0g/lmgcl2·6h2o、1.5g/lkh2po4、4.0g/lk2hpo4、1.0g/l刃天青、5mmol/lfe2+、12nmol/lfe3+、0.4mmol/lzn2+、0.4mmol/lmn2+、0.6mmol/lco2+、10nmol/lcu2+、0.08mmol/lni2+、0.16mmol/lmo6+、0.08mmol/lb3+;
本实施例中亨特试管液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.5,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.5g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气,通气量为15l/h,待冷却至室温后,分装到充满氮气的亨特试管中,121℃灭菌30min;
本实施例中平皿固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为7.5,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.5g/l半胱氨酸盐酸盐和4g植物凝胶,115℃灭菌30min,超净台内分装倒至平皿内,待凝固后即可进行接种;
本实施例中发酵罐液体培养基为采用naoh调节mm641培养基的ph值为8.0,加入0.5g/l半胱氨酸盐酸盐,然后倒入发酵罐内,安装ph计、泡沫计、溶氧计,拧紧盖板固定螺丝,115℃灭菌30min,待发酵罐液体培养基培养基冷却至60℃后,通入氮气15min,通气量为30l/h;
rx1菌株生长性能的测定:测试方法与实施例1相同,本实施例的rx1菌株生长性能如图1所示,本实施例的rx1菌干重的最大值为0.862g/l;
残糖及发酵代谢产物分析:测试方法与实施例1相同,本实施例与其重复的测试结果如表1所示,乙醇为3.905g/l,副产物乳酸为0.105g/l,乙酸为0.392g/l,相比对比例,乙醇产量都为对比例的1.6倍,副产物乳酸仅为对比例的8%,副产物乙酸仅为对比例的25%。
实施例3:一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,具体步骤如下:
(1)划线培养:将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1划线于平皿固体培养基上,接种完成后把平板倒置于厌氧罐中,用真空泵抽取罐内气体,再通入氮气,反复3次,60℃条件下厌氧培养55h得到rx1单菌落;其中培养基为mm641培养基,平皿固体培养基的ph值为8.0;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至5ml亨特试管液体培养基中,在温度为60℃条件下进行厌氧培养14h得到纯化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基,亨特试管液体培养基的ph值为8.0;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至亨特试管液体培养基中,其中纯化rx1菌种的接种量为1%,在温度为60℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期(od为1.0~1.2)得到活化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵亨特试管液体培养基中,其中活化rx1菌种的接种量为0.5%,在温度为50℃、通入氮气、ph值控制在恒7.5的条件下,发酵10h,然后在搅拌条件下继续发酵60h后终止发酵,其中发酵亨特试管液体培养基为mm641培养基、氮气的通气流量为15l/h;
本实施例中mm641培养基配方包括碳源、氮源、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;其中微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+;碳源为葡萄糖,氮源为水解酪蛋白、胰蛋白胨和酵母提取物的混合物;mm641培养基为10g/l葡萄糖、3g/l蛋氮源(水解酪蛋白、胰蛋白胨和酵母提取物的混合物)、1.0g/lnh4cl、1.0g/lmgcl2·6h2o、1.0g/lkh2po4、2.5g/lk2hpo4、0.5g/l刃天青、10mmol/lfe2+、8nmol/lfe3+、0.6mmol/lzn2+、0.6mmol/lmn2+、1.0mmol/lco2+、16nmol/lcu2+、0.2mmol/lni2+、0.2mmol/lmo6+、0.2mmol/lb3+;
本实施例中亨特试管液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为8,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入1g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气,通气量为18l/h,待冷却至室温后,分装到充满氮气的亨特试管中,115℃灭菌30min;
本实施例中平皿固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为8,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入1g/l半胱氨酸盐酸盐和2g植物凝胶,115℃灭菌30min,超净台内分装倒至平皿内,待凝固后即可进行接种;
本实施例中发酵罐液体培养基为采用naoh调节mm641培养基的ph值为7.5,加入1g/l半胱氨酸盐酸盐,然后倒入发酵罐内,安装ph计、泡沫计、溶氧计,拧紧盖板固定螺丝,115℃灭菌30min,待发酵罐液体培养基培养基冷却至50℃后,通入氮气15min,通气量为15l/h;
rx1菌株生长性能的测定:测试方法与实施例1相同,本实施例的rx1菌株生长性能如图1所示,本实施例的rx1菌干重的最大值为0.782g/l;
残糖及发酵代谢产物分析:测试方法与实施例1相同,本实施例的测试结果如表1所示,乙醇为3.389g/l,副产物乳酸为0.137g/l,乙酸为0.743g/l,相比对比例,乙醇产量为对比例的1.4倍,副产物乳酸仅为对比例的10%,副产物乙酸为对比例的48%。
实施例4:一种基于ph值控制的高温厌氧菌生产乙醇的方法,具体步骤如下:
(1)划线培养:将低温保存的嗜热严格厌氧革兰氏阳性菌thermoanaerobacteriumsp.rx1划线于平皿固体培养基上,接种完成后把平板倒置于厌氧罐中,用真空泵抽取罐内气体,再通入氮气,反复3次,55℃条件下厌氧培养60h得到rx1单菌落;其中培养基为mm641培养基,平皿固体培养基的ph值为7.5;
(2)纯化培养:将步骤(1)所得rx1单菌落接种至5ml亨特试管液体培养基中,在温度为55℃条件下进行厌氧培养14h得到纯化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基,亨特试管液体培养基的ph值为6.0;
(3)传代培养:将步骤(2)所得纯化rx1菌种接种至亨特试管液体培养基中,其中纯化rx1菌种的接种量为1%,在温度为50℃条件下进行厌氧培养至菌体生长至对数期后期(od为1.0~1.2)得到活化rx1菌种,其中亨特试管液体培养基为mm641培养基;
(4)乙醇发酵:将步骤(3)所得活化rx1菌种接种至发酵亨特试管液体培养基中,其中活化rx1菌种的接种量为0.5%,在温度为55℃、通入氮气、ph值为6.0的条件下,发酵6h,然后在搅拌条件下继续发酵54h后终止发酵,其中发酵亨特试管液体培养基为mm641培养基、氮气的通气流量为20l/h;
本实施例中mm641培养基配方包括碳源、氮源、nh4cl、mgcl2·6h2o、kh2po4、k2hpo4、、fecl3·6h2o、刃天青、微量元素;其中微量元素包括fe2+、fe3+、zn2+、mn2+、co2+、cu2+、ni2+、mo6+、b3+;碳源为纤维二糖,氮源为胰蛋白胨和酵母提取物的混合物,mm641培养基为5g/l纤维二糖、3g/l氮源(胰蛋白胨和酵母提取物的混合物)、0.8g/lnh4cl、0.8g/lmgcl2·6h2o、0.75g/lkh2po4、2.0g/lk2hpo4、0.75g/l刃天青、7.5mmol/lfe2+、9nmol/lfe3+、0.5mmol/lzn2+、0.5mmol/lmn2+、0.8mmol/lco2+、14nmol/lcu2+、0.1mmol/lni2+、0.18mmol/lmo6+、0.12mmol/lb3+;
本实施例中亨特试管液体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为6.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.6g/l半胱氨酸盐酸盐,通入氮气,通气量为20l/h,待冷却至室温后,分装到充满氮气的亨特试管中,115℃灭菌30min;
本实施例中平皿固体培养基为采用naoh溶液调节mm641培养基的ph值为6.0,煮沸驱氧,待培养基颜色从蓝色变为粉色,加入0.6g/l半胱氨酸盐酸盐和4g植物凝胶,115℃灭菌30min,超净台内分装倒至平皿内,待凝固后即可进行接种;
本实施例中发酵罐液体培养基为采用naoh调节mm641培养基的ph值为7.5,加入0.6g/l半胱氨酸盐酸盐,然后倒入发酵罐内,安装ph计、泡沫计、溶氧计,拧紧盖板固定螺丝,115℃灭菌30min,待发酵罐液体培养基培养基冷却至55℃后,通入氮气15min,通气量为10l/h;
rx1菌株生长性能的测定:测试方法与实施例1相同,经测定,本实施例的rx1菌干重的最大值为0.871g/l;
残糖及发酵代谢产物分析:测试方法与实施例1相同,本实施例的测试结果如表1所示,本实施的乙醇为2.990g/l,副产物乳酸为0.122g/l,乙酸为1.113g/l,相比对比例,乙醇产量为对比例的1.2倍,副产物乳酸仅为对比例的9%,副产物乙酸为对比例的72%;
表1
发酵环境的ph值不同,乙醇的产量和副产物乙酸、乳酸的量均不相同,控制发酵环境的ph值,更适于木质纤维素类原料物质发酵生产乙醇。