超高浓度(Very high gravity,VHG)发酵可以显著提高发酵终点乙醇浓度,节省精馏能耗,同时减少废糟液量。然而,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)VHG乙醇连续发酵过程中生物量、乙醇、残糖浓度等发酵参数呈现长周期、大振幅的振荡行为,...超高浓度(Very high gravity,VHG)发酵可以显著提高发酵终点乙醇浓度,节省精馏能耗,同时减少废糟液量。然而,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)VHG乙醇连续发酵过程中生物量、乙醇、残糖浓度等发酵参数呈现长周期、大振幅的振荡行为,不仅严重影响系统的乙醇发酵性能,而且不利于下游精馏装置的稳定运行。本研究比较三株不同乙醇耐受性的酵母菌株的VHG乙醇连续发酵行为,发现乙醇耐受性强的S.cerevisiae BHL01和S.cerevisiae 4126体系呈现周期性振荡行为,而乙醇耐受性差的S.cerevisiae S288c体系则未观察到振荡行为。此外,通过对低糖稳态体系外源施加乙醇胁迫发现,细胞耐受范围内的外源乙醇胁迫可以诱发周期性的振荡行为。另一方面,本研究考察了培养基组成和供氧对周期性VHG振荡行为的影响,结果表明,切换合成培养基或停止供氧后,振荡行为逐渐衰减,表明周期性VHG振荡行为需要能量和营养维持。综合实验结果,本研究提出VHG振荡行为是比生长速率、比死亡速率、稀释速率和细胞乙醇耐受性整体调控的结果。展开更多
