菊芋替代玉米发酵生产乙醇的初步研究

对以果糖基能源植物——菊芋作为唯一碳源,发酵生产乙醇的可行性进行了探讨。结果显示,酿酒酵母BY4742可以良好地利用菊芋水解产物生长和代谢,生物量和乙醇产量和葡萄糖或果糖做底物时相比无明显差异。当底物浓度较高时,菌种对糖化菊芋汁中还原糖的利用率明显下降,但是乙醇产量没有下降,说明菊芋中含有的一些可溶性蛋白、氨基酸和矿物质有可能被菌种代谢利用转化成乙醇。另外,还从经济角度简单分析了菊芋替代玉米发酵生产乙醇的优势和不足。     

黑曲霉变异株AU 55发酵菊芋汁产菊粉酶的研究

为提高菊粉酶活力,以菊芋汁为主要培养基成分,对一株产菊粉酶的黑曲霉(Aspergillus niger)变异株AU-55发酵产酶历程和发酵工艺条件进行研究。结果表明,菊芋汁中还原糖的含量为3.4 g.L-1,菊糖含量约为121.3 g.L-1;黑曲霉AU-55在基础发酵培养基中培养,发酵液中菊粉酶活力、糖度、酸度、菌体生物量随着发酵时间的不断延长而变化,96 h菊粉酶活力达到最大;菊芋汁添加量、玉米浆添加量、初始pH、接种量对黑曲霉AU-55菊粉酶活力的影响均显著,优化后的发酵工艺参数为:菊芋汁250.0 mL.L-1,玉米浆20.0 g.L-1,NH4H2PO45.0 g.L-1,MgSO4.7H2O 0.5 g.L-1,NaCl 3.0 g.L-1,初始pH 6.5,接种量35.0 g.L-1,30℃,200 r/min下,培养4 d,所得菊粉酶活力最高达42.3 U.mL-1。     

菊芋乳酸菌饮料生产工艺及稳定性研究

以菊芋(Jerusalem artichoke)为原料制备菊芋汁,灭菌后接种经驯化的保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌进行发酵,采用单因素和正交试验,确定了制备菊芋乳酸菌饮料的最佳发酵条件、稳定剂配方,并对发酵过程中菌种生长规律、p H值、酸度以及总糖和还原糖含量变化情况进行了分析。结果表明,在接种量6%、发酵温度43℃、发酵时间24 h条件下,菊芋乳酸菌饮料乳酸产量、感官品质俱佳,酸度为1.17%,活菌数可达1.2×109CFU/m L以上,饮料中还原糖、蔗糖被乳酸菌优先利用,多糖(菊糖)几乎全部保留。最优稳定剂配方为:黄原胶0.015%、CMC 0.009%、海藻酸钠0.004%,制备的饮料均匀一致,离心沉淀率仅为0.25%。菊芋乳酸菌饮料兼有菊芋的风味和适当发酵乳酸气味,是一种酸甜适中、健康营养的功能饮料。     

红枣汁乳酸菌发酵生产γ-氨基丁酸的研究

以红枣汁作为发酵对象,旨在生产富含γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)功能性成分的乳酸菌饮品。通过对5种乳酸菌进行筛选,探究谷氨酸钠(sodium glutamate,MSG)、氮源、可溶性固形物、MgSO_4、KH_2PO_4单因素添加量对GABA质量浓度的影响,采用响应面法对各单因素添加量进行优化,以提高GABA产量,并分析红枣汁发酵前后主要指标。结果表明,添加5 g/L MSG、11 g/L氮源、可溶性固形物20%、0.4 g/L MgSO_4、15 g/L KH_2PO_4时,GABA产量为412.54μg/mL;发酵后的红枣汁中总酸质量浓度上升至20.63 g/L,还原糖质量浓度下降至69.82 g/L,总酚在60 h时最大值为3181.64 mg/L,氨基酸含量明显增加。     

菊芋生料联合生物加工发酵生产燃料乙醇

[目的]在联合生物加工技术发酵菊芋生料生成乙醇工艺中,降低高浓度菊芋生料醪液的黏度,使菊芋发酵乙醇浓度达到或超过目前玉米乙醇的行业水平。[方法]利用马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),通过添加辅助酶制剂、改变拌料水温及优化补料方式等方法,降低发酵醪液黏度,提高菊芋生料的浓度,从而提高发酵终点的乙醇浓度并缩短发酵时间。[结果]最佳工艺条件为:45℃水拌料,pH 5.0,添加0.10%酒精复合酶,发酵初始干粉浓度为240 g/L,分别在发酵12和24 h补料,菊芋干粉终浓度可达到300 g/L,发酵时间48 h,乙醇浓度达到91.6 g/L,乙醇对糖的得率为0.464,为理论值的90.6%。[结论]此工艺为菊芋乙醇工业化的生产提供了有利条件。     

乳酸菌发酵黑莓汁增加胞外多糖工艺初探

为增加黑莓汁中乳酸菌胞外多糖含量,利用产胞外多糖乳酸菌MB2-1和JX5发酵黑莓汁,并测定发酵过程中黑莓汁的pH值、黏度及多糖含量随时间的变化情况,以确定用于发酵黑莓汁的乳酸菌种类和碳源。结果表明,添加葡萄糖作为碳源时,乳酸菌MB2-1和JX5发酵在32 h时胞外多糖产量最高,分别为2.75 g/L和3.06 g/L,说明将乳酸菌JX5作为发酵菌株,葡萄糖作为碳源添加到黑莓汁中进行发酵,可增加黑莓汁中乳酸菌胞外多糖含量。     

葛根淀粉发酵生产酒精的研究

以葛根淀粉为原料,以耐高温活性酵母为发酵菌种,进行发酵生产酒精的研究,以还原糖含量为指标,通过正交试验确定了最佳的酶解工艺条件为:加酶量20 U/g,料液比1 : 1,酶解时间3.5 h,酶解温度90 ℃.在最佳酶解工艺条件下还原糖含量为215.4 g/L.添加适量的尿素氮源,酒精含量较高,还原糖利用率达到86%,发酵醪酒精浓度可达到11.5%(V/V).     

1株乳酸生产菌的筛选及发酵培养基的优化

[目的]为乳酸菌的发酵生产奠定基础。[方法]从14株耐碱微生物中筛选出1株性能优良的产乳酸菌LP3-3,并通过单因素试验对该菌发酵生产乳酸的培养基进行优化。[结果]产乳酸菌LP3-3经16S rRNA序列测定初步鉴定为金橙黄微小杆菌（Exiguobacteriumaurantiacum）。经优化,产乳酸菌LP3-3培养基中最佳碳源是葡萄糖,最佳氮源是酵母膏,酵母膏用量为1%,碳氮比为5。确定了其最佳发酵培养基组成：葡萄糖50.0 g/L,酵母膏10.0 g/L,蛋白胨4.0 g/L,乙酸钠（无水）2.0 g/L,柠檬酸三铵2.0 g/L,K2HPO4.H2O 2.0g/L,MgSO4.7H2O 0.2 g/L,MnCl2o4H2O 0.05 g/L,吐温80 1 ml/L,NaCl 40 g/L,初始pH为9.0。[结论]通过培养基的优化提高了产乳酸菌LP3-3的活力。     

DMDC前处理对巨峰冰葡萄酒发酵及其品质的影响

【目的】研究二甲基二碳酸盐(DMDC)杀菌技术对巨峰冰葡萄酒发酵过程及品质的影响,为DMDC应用于巨峰冰葡萄酒发酵加工提供理论依据。【方法】在糖质量浓度分别为350和400 g/L的浓缩葡萄浆醪中,分别添加250 mg/L DMDC和200 mg/L亚硫酸盐进行杀菌处理,比较2种杀菌处理方法对巨峰冰葡萄酒发酵期间可溶性固形物、总糖、还原糖、酒精度、pH、总酸、挥发酸、花色苷等理化指标及酒体感官评分的影响。【结果】处理前,当糖质量浓度分别为350和400 g/L时,其对葡萄醪的微生物菌落总数无显著影响。与处理前相比,DMDC处理能降低葡萄醪的菌落总数、霉菌和乳酸菌菌落数,优于亚硫酸盐处理;DMDC处理使葡萄醪的酵母菌菌落数降低至检测限之下,而亚硫酸盐对酵母菌只有微弱的杀菌作用。当糖质量浓度为400 g/L时,DMDC处理的可溶性固形物、总糖、还原糖质量浓度均高于亚硫酸盐处理,且二者之间差异显著;当糖质量浓度为350 g/L时,DMDC与亚硫酸盐处理之间的可溶性固形物、总糖、还原糖质量浓度无差异显著。在整个发酵过程中,当糖质量浓度分别为350和400 g/L时,DMDC处理的酒精度、pH均高于亚硫酸盐处理,DMDC处理的花色苷质量浓度低于亚硫酸盐处理,但二者总酸质量浓度差异不大。在发酵前期,各处理组的挥发酸质量浓度无显著差异(P0.05);在发酵后期,当糖质量浓度为400 g/L时,DMDC和亚硫酸盐处理的挥发酸质量浓度均较高。由感官评价结果可知,DMDC处理能改善巨峰冰葡萄酒的口感,酒体颜色呈桃红色;亚硫酸盐处理巨峰冰葡萄酒的口感较差,酒体颜色呈紫红的宝石色。【结论】用250 mg/L DMDC对葡萄浆醪进行处理可能成为一种有效控制发酵冰葡萄酒品质的杀菌前处理方式。     

乙二醇预处理棉花秸秆糖化条件的优化

以乙二醇预处理的棉花秸秆为试验材料,以酶解时间、酶解温度、pH、底物质量浓度和纤维素酶浓度为试验因素,设计单因素试验、Box-Behnken试验,考察各因素对还原糖质量分数的影响,优化酶解糖化条件。结果表明,纤维素酶浓度和酶解时间对还原糖质量分数的影响极显著,二者的交互作用对还原糖质量分数有显著影响。还原糖质量分数与纤维素酶浓度、底物质量浓度、酶解时间之间的回归模型有统计学意义,各因素的影响主次顺序为纤维素酶浓度酶解时间底物质量浓度。酶解糖化优化条件为纤维素酶浓度90FPU/g、底物质量浓度47.2g/L、50℃、pH 4.8下糖化72h,还原糖质量分数高达486.9mg/g,显著高于原秸秆糖化效果(178.2mg/g)。     

菊芋制备生物乙醇的研究进展

从发酵工艺、栽培、收获等方面概述了国内外菊芋制备生物乙醇方面的研究进展,在分析菊芋制备生物乙醇的优势的同时,提出了菊芋制备生物乙醇产业化中尚待解决的一些问题。     

风沙地2种菊芋生长节律及光合特性的比较研究

以红菊芋和白菊芋为材料,在科尔沁沙地对其主要植物学特性进行了比较研究。结果表明,红菊芋和白菊芋地上部器官生长量与干物质积累量均在出苗后第56天之前变化缓慢,之后迅速上升,第126天达到峰值(分别为:株高217.5和108.5 cm,根粗1.10和0.75 cm,绿叶数40.2和32.5个,叶干物质含量分别为46.68和24.64 g/株,茎干物质含量分别为296.85和170.08 g/株),之后开始迅速转向块茎生长,块茎干物质积累峰值出现在第161天(分别为298.15和230.67 g/株)。叶面积指数在出苗后第56天之前变化缓慢,之后呈对数式生长,第126天达到峰值(分别为6.55和3.74),然后迅速下降。叶绿素相对含量在第126天达到峰值(分别为38.4和36.5)。对2个菊芋品种的主要生长指标进行比较得出:在生态方面,红菊芋作为防风固沙植物要优于白菊芋;在经济方面,红菊芋和白菊芋块茎产量无显著差异,都适合作为经济型作物。     

甜高粱汁发酵乙醇的培养基优化

[目的]优化甜高粱汁发酵乙醇的培养基。[方法]以Co-158酵母菌为试验菌株,通过单因素试验和正交试验研究不同氮源和无机盐对酒精发酵的影响。[结果]适宜的发酵培养基为：硫酸铵6g/L,硫酸镁6g/L,氯化钙10g/L,磷酸二氢钾0.3g/L;在此条件下,酒精体积分数可达9.0%。[结论]为采用甜高粱汁为原料发酵法生产酒精提供参考。     

不同菊芋种植比例对三裂叶豚草地上部分生长量的控制效果

采用取代系列试验设计，研究三裂叶豚草和菊芋的密度比为1．00：0．00，0．75：0．25，0．5：0．5，O．25：0．75，0．00：1．00条件下，菊芋对三裂叶豚草地上部分生长量的控制效果，结合相对产量，分析菊芋替代三裂叶豚草的地上部分竞争效应。结果表明：混种条件下，三裂叶豚草株高和地上部分生物量显著低于对照，三裂叶豚草的叶面积在其和菊芋的密度比为0．5：0．5和0．25：0．75时也显著低于单种处理．即菊芋有效地控制了三裂叶豚草地上部分生长量的增加。菊芋的光竞争优势可能是其有效控制三裂叶豚草地上部分生长量的主要原因．菊芋对三裂叶豚草存在竞争抑制作用，而菊芋种内竞争影响大于种间竞争。     

能源植物菊芋品种鉴定和筛选

通过对国内菊芋品种物候期及植物学性状的鉴定分析,对能源植物菊芋种质资源进行初筛,获得耐盐碱品种（系）青芋2号,庆芋2006-1,为选育耐盐碱、高产、优质的菊芋品种提供理论依据。     

乳酸发酵型莜麦饮料的制备工艺研究

[目的]制备一种乳酸发酵型莜麦饮料。[方法]以糖化后的莜麦汁为原料、乳酸菌为发酵菌种,探讨菌种驯化、接种量和发酵时间对乳酸发酵型莜麦饮料品质的影响。[结果]乳酸发酵型莜麦饮料的制备工艺为以糖化后的莜麦汁为原料,采用驯化后的乳酸菌为发酵菌种,接种量4%,在42℃下发酵6 h。[结论]该研究为莜麦食品的开发提供了科学依据。     

醋酸菌发酵条件优化的研究

[目的]优化苹果醋发酵的工艺条件。[方法]以新鲜苹果汁为原料,采用液态发酵法,通过单因素试验和正交试验研究了温度、接种量、转速、发酵周期、碳源、氮源、pH、初始酒精浓度对K-8醋酸菌发酵产酸量的影响。[结果]试验确定了K-8醋酸菌发酵的最佳工艺条件,即:蔗糖1.0%,酵母膏1.6%、起始pH为4.5,初始酒精浓度为4%、接种量为6%,于30℃、175 r/min的恒温摇床上振荡培养4d。经优化后,K-8醋酸菌发酵的产量可达到50.251 g/L。[结论]研究可为苹果醋的工业化生产提供参考依据。     

五指山绿茶酒的研制

以五指山绿茶为原料,研究绿茶汁的浸提工艺和绿茶酒的发酵工艺。通过单因素试验．确定最佳浸提条件为：茶水比i：70（g／mL）,浸提温度85%,浸提10min,所得的茶汁感官品质良好。通过正交实验优化得到绿茶酒的最佳发酵工艺条件为：酵母接种量0．05％,蔗糖添加量190g／L,初始pH值4．0,发酵温度28℃。在此条件下生产的绿茶酒色泽黄绿透明;酒香淡雅,茶香怡人;酒体丰满,酸甜适口;具有本品独特的风格。     

复合诱变选育丙酮丁醇梭菌发酵玉米秸秆水解液

[目的]提高丙酮丁醇梭菌CICC8012产丁醇能力。[方法]采用紫外线和甲基磺酸乙酯（EMS）复合诱变选育丙酮丁醇梭菌CICC8012。[结果]紫外辐照120 s,5%EMS处理60 m in条件下,筛选得到1株遗传稳定性良好的高产突变株M-31,其在葡萄糖培养基中总溶剂产量10.39 g/L,丁醇产量6.55 g/L,较出发菌株分别提高了16.48%和20.62%。对M-31玉米秸秆水解液发酵培养基进行优化,得到最优工艺组合：初始水解糖浓度为80 g/L,（NH4）2SO43 g/L,KH2PO40.6 g/L,MgSO4.7H2O 0.4 g/L,FeSO4.7H2O 15 mg/L,并选择亚硫酸盐法对秸秆水解液进行脱毒,丁醇和总溶剂产量分别达到5.19和8.27 g/L,较优化前分别提高了55.39%和55.74%。[结论]得到的高产突变株较出发菌株丁醇产量更高、更适合于生物质发酵。     

树莓果酒发酵工艺研究

[目的]探寻树莓果酒发酵工艺影响因素及工艺控制条件。[方法]以树莓为原料,通过单因素试验对初糖浓度和酵母接种量等6个因素对树莓果酒发酵的影响进行研究,通过L9(34)正交试验确定树莓果酒发酵工艺的最佳条件,并对主发酵后的果酒进行感官综合评定。[结果]单因素试验表明,SO2添加量为20 mg/L时,对酵母PF1398菌种发酵有良好促进作用;果汁在自然pH值下发酵口感和风味良好;适宜的发酵温度与发酵时间能有效控制树莓果酒酒精的产生。极差分析可知,影响树莓果酒主发酵的因素依次为:酵母接种量>初糖含量>发酵温度>发酵时间。[结论]树莓果酒发酵工艺的最佳条件为:初糖含量220 g/L,SO2添加量20 mg/L,酵母接种量3%,21℃下主发酵8 d后,可获得酒体深红色和香气浓郁的树莓果酒。