马德源 范仲学 郭凤丹 王能飞 王颖 张斌

摘要：利用从南极土壤中分离筛选的产低温纤维素酶菌株SC-5，以甜高粱秆为发酵底物，开展同步糖化发酵生产纤维素乙醇试验研究。结果表明：SC-5低温纤维素酶，底物亲合性好，最适pH值为6.0，最适作用温度为40℃，pH适应性广，热稳定性好，乙醇耐受性好。同步发酵1.0 kg甜高粱秆可生产45 g乙醇，乙醇生产效率较高，发酵工艺简单实用。

关键词：低温纤维素酶；甜高粱秆；同步发酵；纤维素乙醇

中图分类号：S514.099文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）02-0139-04

Abstract The strain SC-5 producing low temperature cellulase was isolated from the Antarctic soil. With the sweet sorghum stalks as substrate， the experiment was carried out for simultaneous saccharification and fermentation to produce cellulosic ethanol using SC-5.The results showed that the SC-5 strain had stronger ability to produce low-temperature cellulase， better substrate affinity， wider pH adaptability， better thermostability and tolerance to ethyl alcohol.The optimum pH value was 6.0， and the optimum temperature was 40℃. With SC-5， simultaneous saccharification and fermentation of 1.0 kg of sweet sorghum stalks could produce 45 g of ethanol. All these indicated that the fermentation process was simpler and the production efficiency was higher.

Keywords Low-temperature cellulose；Sweet sorghum stalk； Simultaneous fermentation；Cellulosic ethanol

利用纖维素酶发酵木质纤维素生产燃料乙醇是解决当前能源紧张、资源短缺、环境恶化等现实问题的有效途径，具有良好的发展前景。当前，以木质纤维素为原料生产乙醇的工艺主要包括底物处理、水解和发酵三个环节，但由于发酵过程中产生的底物抑制效应，显著降低了纤维素酶发酵能力和水平。在前期研究中本课题组从南极土壤中筛选了一株产低温纤维素酶菌株SC-5，该菌株具有最适生长温度与酿酒酵母相接近的特性，产生的低温纤维素酶能够解决纤维素酶水解最佳温度和酵母最佳发酵、生长温度不一致及底物抑制等问题。基于此开展同步发酵生产乙醇的小试研究，最终建立起木质纤维素同步糖化发酵技术体系[1-4]。

甜高粱作为能源作物，茎秆含糖量高，在国内外被广泛用作生产燃料乙醇的原料[5-7]，利用甜高粱生产无水乙醇产量得率较高[8]。山东省农业科学院作物研究所培育的甜高粱新品种“济甜杂2号”具有生物学产量高、茎秆多汁、含糖锤度高等特点，是生产生物乙醇的良好底物，且其耐盐抗逆性强，是黄河三角洲盐碱地经济作物种植的良好选择。……