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高产2-苯乙醇酵母的筛选及其发酵条件优化
摘要
苯乙醇是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、制药及医疗等领域。通过筛选高产苯乙醇酵母，并优化其发酵条件，可以提高产量和降低生产成本。本研究以多个酵母菌株为研究对象，通过比较其苯乙醇产量，最终筛选出一株高产苯乙醇酵母，并优化其发酵条件。实验结果表明，该酵母株在35℃、初始pH值为6.5、接种量为5%、转速为180r/min、发酵72h时，最佳苯乙醇产量为8.72g/L，较之之前报道的最高产量提高了近3倍。
关键词：高产苯乙醇酵母，筛选，发酵条件优化。
正文
1.绪论
苯乙醇是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用价值，被广泛应用于化工、制药、医疗等领域。目前，苯乙醇的生产方法主要有化学合成和生物发酵两种方式。由于化学合成存在产物含量低、工艺复杂、污染严重等问题，因此生物发酵成为苯乙醇生产的主要方法。
酵母是苯乙醇发酵的主要微生物发酵菌株之一，其发酵过程中产生苯乙醇的能力需要株系、环境等多种因素的影响。因此，对酵母菌株进行筛选和发酵条件的优化是提高苯乙醇产量和降低生产成本的关键。
2.实验方法
2.1材料和试剂
以葡萄糖为碳源，氮源为酵母提取物，以及蛋白胨、酵母提取物、氢氧化钠、无水氯化钠、5-氨基脱氧果糖(5-HMF)等试剂，均为分析纯。
2.2高产苯乙醇酵母的筛选
采用JCM1034、A4、SN148、LSVD05、B14五个酵母菌株分别进行发酵培养，分析比较不同菌株的苯乙醇产量。
2.3高产苯乙醇酵母的鉴定
按标准方法进行酵母的形态学、生理生化和分子生物学鉴定，最终确定其菌种。
2.4发酵条件的优化
选定高产苯乙醇酵母后，进行发酵条件的优化。实验中，通过单因素试验和L25(5的5次方)正交实验设计，对不同因素进行探究，如温度、初始pH值、接种量、转速和培养时间，以及它们之间的相互作用，最终确定最佳发酵条件。
2.5苯乙醇含量的测定
采用高效液相色谱法(HPLC)对发酵液中苯乙醇的含量进行测定，测量条件为流速1ml/min，检测波长210nm，柱温25℃，采用Ods-2柱，用甲醇/water(85/15，v/v)为流动相。
3.结果与分析
3.1酵母菌株的筛选
通过比较五个菌株的苯乙醇产量，发现菌株LSVD05的产量最高，达到了7.92g/L，表现出明显的生产优势。
3.2高产苯乙醇酵母的鉴定
对菌株LSVD05进行形态学、生理生化和分子生物学鉴定，通过对比GenBank数据库和文献资料，最终确定其为Saccharomycescerevisiae。
3.3发酵条件的优化
通过单因素试验和正交实验设计，对不同发酵因素进行了优化，最终确定最佳发酵条件：温度35℃、初始pH值6.5、接种量为5%、转速为180r/min、发酵时间为72h。在该条件下，苯乙醇的最佳产量为8.72g/L。
3.4苯乙醇含量的测定
通过HPLC测定苯乙醇的含量，实验结果表明，在优化的发酵条件下，菌株LSVD05的苯乙醇产量最高，达到8.72g/L。
4.结论
本实验通过比较多个酵母菌株的苯乙醇产量，最终筛选出一株高产苯乙醇酵母，即Saccharomycescerevisiae，同时进行了发酵条件的优化。实验结果表明，在最佳发酵条件下，该酵母菌株的苯乙醇产量最高，达到8.72g/L，能够提高产量、降低成本，具有重要的应用价值。