随着我国经济的高速发展和工业现代化进程的不断提速,对能源的需求量也不断增大,如何保障能源供给成为影响我国经济发展的关键。生物燃料乙醇的出现及发展成为解决能源问题的新出路。近些年来,以粮食和糖料作物为原料发酵生产的生物燃料被用作工业燃油,对缓解全球气候变暖和促进能源安全发挥了特别重要的作用。随着生物燃料的开发和快速发展,酒精发酵消耗了大量的粮食,并造成了对粮食作物需求的大幅增长,影响到了国民的粮食安全。所以寻找相对低廉的原材料用于发酵生产生物燃料成为广大科研工作者追求目标。魔芋粕是魔芋精粉加工生产中的副产品,含有大量的淀粉、蛋白质、纤维素和矿物质等营养物质,如能用于生物酒精发酵生产,不仅能解决魔芋粕处置难和污染问题,还可以提高魔芋产业的综合开发利用,有助于缓解国家能源需求压力,带动相关产业发展,增加其经济和社会效益。本研究通过诱变选育高产的酵母菌株,以魔芋粕为主要发酵基质进行固体发酵培养,通过单因素和正交试验优化,拟摸索出魔芋粕发酵生产酒精工艺所需的最佳条件,既为魔芋粕的发酵生产生物燃料酒精工艺提供理论和实践依据。主要研究内容如下：(1)酒精高产菌株的筛选、鉴定及特性研究酵母菌种是酒精工业发酵生产的基石,酵母菌质量的的好坏不仅会影响到发酵效果还会影响到酒精的产量和品质。本研究运用现代微生物发酵技术原理,从各种腐败水果、葡萄园里土壤等不同基质中筛选分离得到144株酵母菌,设计初筛、复筛和耐酒精试验得到一株适宜以魔芋粕为原料可进行浓醪酒精发酵的高产酵母菌株,编号为TJ-18。并研究了TJ-18生长曲线及耐酸碱、耐酒精等影响,试验结果表明：TJ-18的酒精产率达5.9%(v/v)；残还原糖约为1.00%,糖利用率较高,且发酵力突出,72h CO2失重为10.4g。对其形态及特征做了常规鉴定实验,根据生理生化试验结果,对照《TheYeasts:ataxonomicstudy》(第三版)对酵母的描述,TJ-18为酵母属的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。TJ-18菌株在各个温度下都有不同程度的生长。从4h到10h进入对数生长期,12个小时达到稳定期；TJ-18菌株耐酒精研究：在20%、16%和12%的酒精浓度下,TJ-18的死亡率分别是：50%、43%和16%。在8%和4%的酒精浓度下,两者的死亡率分别为2.2%和1.0%。说明TJ-18能耐较高浓度的酒精；TJ-18菌株耐酸碱研究：TJ-18菌能在pH值为3-9的范围内产气,在pH值为4.5-6.0的范围内产气量都很大,说明了TJ-18菌可用于实际生产应用。(2)UV及DES复合诱变选育优质酿酒酵母研究利用各种诱变手段选育高产酒精生产酵母菌一直是国内外研究的重点。本研究通过紫外线(UV)、化学诱变剂硫酸二乙酯(DES)对初筛菌株TJ-18进行复合诱变,以期待获得产酒精能力显著提高且遗传性状稳定的突变株,为酒精发酵生产提供具有应用价值的菌株。试验结果表明：经过UV诱变筛选出多株优势菌,其中突变菌株UV-8酒精发酵能力相对最高,达5.26(%,v/v),比原始菌株(TJ-18)提高28.29%。再以UV-8菌株为出发菌株,经DES诱变后发酵能力进一步提高。菌株DE-4发酵酒精度最高,达6.12(%,v/v),比出发菌株(UV-8)提高16.35%,比原始菌株(TJ-18)提高了近49.27%。传代试验说明其遗传稳定性较好。(3)魔芋粕生产燃料酒精发酵条件研究适宜的外部环境条件是微生物发挥降解作用的必要条件。通过发酵工艺优化,能研究出适合该菌体生长和代谢物合成的最佳条件,进一步发掘出其发酵潜力,从而提高其酒精产量。本研究最后对优势菌株TJ-18的发酵条件进行了摇瓶发酵初步研究,研究了营养条件和培养条件对魔芋粕优势菌TJ-18生长的影响。试验结果表明：优势菌DE-4的发酵的最佳培养条件为：发酵温度为30℃,起始pH5.5,接种量8%,料液比为1：4,发酵72小时,该菌酒精产量可达8.74%(v/v)。