利用木质纤维素生产燃料乙醇,也称为纤维乙醇,是缓解环境和能源问题的一条有效途径,一直受到研究者关注。目前纤维乙醇发酵仍然面临一些问题妨碍着其大规模的生产和应用,这些问题包括秸秆预处理不彻底且成本高、预处理后产生对发酵有害的酸、醛和酚类等分子、五碳糖和六碳糖同步利用难、发酵液固形物高发酵工艺难控制等。本文以小麦秸秆作为研究对象,拟从原料预处理、提高酵母对预处理毒副物质耐受性和纤维乙醇发酵工艺几个方面探索来提高纤维乙醇产量。首先,优化了Na OH和稀硫酸组合对小麦秸秆的处理工艺。结果发现,先采用1.5%的Na OH和2%的稀硫酸进行预处理,再用纤维素酶进行酶解,当酶解的初始p H为5.0,反应温度为45℃,酶用量为35 FPU/g时,葡萄糖的最终浓度达到了47.8 g/L,木糖浓度达到了22.2 g/L,阿拉伯糖浓度达到了3.74 g/L。其次,在秸秆水解液的制备过程中,会产生许多的抑制物,其中糠醛对酵母产乙醇的抑制作用很强,本研究通过将酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)自身的谷氨酰胺合成酶基因GLN1插入载体p ESC-URA,再导入原始酵母BY4741中以构建重组酵母YEA9,并对其糠醛耐受性及发酵性能进行测定。结果表明,在糠醛浓度为1.55 g/L的培养基中,YEA9的生物量较BY4741提高了3.7倍,耗糖速率提高了8.6倍,最终乙醇含量提高了9.2倍,糖醇转化率提高了10.6%;在糠醛浓度为1.10 g/L的模拟水解液中,YEA9的生物量较BY4741提高了1.75倍,耗糖速率提高了6.1倍,最终乙醇含量提高了5.3倍,糖醇转化率提高了0.5%。最后,对比了重组菌株采用分步糖化发酵和同步糖化发酵工艺产纤维乙醇的效果。在分步糖化发酵过程中,发酵的反应温度为30℃,初始p H值为4.5,接种量为5%;同步糖化发酵的反应温度为38.5℃,初始p H值为4.5,接种量为5%。结果表明,经分步糖化发酵后,发酵罐中乙醇含量为23.2 g/L,同步糖化发酵后的乙醇含量为20.3 g/L。本研究提高了酿酒酵母在秸秆水解液中产乙醇的能力,有助于促进纤维乙醇生产技术的发展。