超声波处理薯渣发酵制乙醇的工艺研究

[目的]开发利用甘薯淀粉加工过程中的废弃物甘薯渣。[方法]对甘薯渣发酵制乙醇的工艺进行了研究,即在温和条件下超声波、超声波结合稀酸和超声波结合稀碱的预处理方法处理木质素后,再在热带假丝酵母和乙醇酵母的共同用下同时将其发酵生产乙醇。[结果]超声波结合稀碱预处理甘薯渣发酵制得乙醇的方法最好,且获得了最佳的工艺条件为固液比1∶15 g/ml、超声波预处理功率250W、时间为30 min,稀碱预处理质量分数为1.0%的NaOH溶液,纤维素酶用量35 IU/g底物,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比1∶1,酵母菌接种量0.75%,在该条件下乙醇产率达到21.4%(重量)以上,与传统工艺相比,产率提高14%。[结论]该研究提高了甘薯深加工产品的附加值,延长产业链,同时可以缓解环境污染问题,有工业推广价值。     

甘薯渣微波处理发酵制乙醇的工艺研究

提出了以干甘薯渣通过粉碎、加水、微波处理后,经纤维素酶转化,利用混合菌发酵生产乙醇的新工艺.获得了最佳的工艺条件:纤维素酶用量35 IU/g底物,热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比1:1酵母菌接种量0.75%.在该条件下乙醇产率达到24.5%(重量)以上,与传统工艺相比,产率提高20%以上,降低能耗15%,有工业推广价值.     

混菌固态发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养及相关酶系活性的研究

[目的]研究平菇和酵母菌混菌固态发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养条件,并探讨基质粗蛋白含量与相关酶系活性的关系。[方法]以酵母种类(酿酒酵母、热带假丝酵母和产朊假丝酵母)、酵母接种量和酵母接种时间为因素设计正交试验,研究了平菇和酵母菌混菌发酵玉米秸秆提高基质粗蛋白含量的优化培养条件,同时研究了各培养条件组合下木质素酶系、滤纸酶和羧甲基纤维素酶的活性,探讨了基质粗蛋白含量与相关酶系活性的关系。[结果]正交试验结果表明在A3B2C1组合培养条件下发酵基质粗蛋白含量最高,达13.36%;在此发酵条件下,培养的第5～15天漆酶和锰过氧化物酶的活性也最高,而各组合培养条件下基质滤纸酶和羧甲纤维素酶的活性则无规律可循。[结论]混菌固态发酵玉米秸秆基质粗蛋白含量的优化培养条件为:在接种平菇的同时接种10%的产朊假丝酵母液体菌种。木质素酶系的活性与发酵基质的粗蛋白含量可能呈正相关关系。     

薯渣膨化免煮发酵生产乙醇的工艺研究

提出了发酵生产乙醇的新工艺。该工艺将干薯渣放入密闭容器中,加热加压,瞬间减压,薯渣中的水分汽化膨胀,使薯渣中出现许多小孔,变得松脆,然后粉碎,不用蒸煮,直接经纤维素酶转化,并利用混合菌发酵。获得的最佳工艺条件是薯渣的粉碎粒度为0.40mm,纤维素酶用量为35IU/g(对底物),热带假丝酵母与酿酒酵母的接种比例为1∶1(M/M,下同),酵母菌接种量为0.60%(M/M,下同)。在该条件下乙醇产率达到25.2%(M/M,下同),与传统工艺相比,产率提高21.2%,有工业推广价值。     

玉米秸秆预处理后的酶水解及丁醇发酵

[目的]寻求玉米秸秆预处理后的最佳酶解工艺条件。[方法]采用碱浸泡法和氨水浸泡法对玉米秸秆进行预处理,考察预处理方法以及温度、酶用量、pH值、底物浓度等因素对玉米秸秆酶水解的影响,得出最佳酶解条件,并利用最佳条件下的水解液进行丁醇发酵。[结果]碱法预处理玉米秸秆能有效地提高酶的水解效率。玉米秸秆经过预处理后的最佳酶水解工艺条件为：pH值4．5～5．0,温度50℃,底物浓度3．33％,酶用量950U／g秸秆。利用秸秆水解液进行丁醇发酵后,溶剂（丁醇、丙酮、乙醇）的产率比值为10．O：1．5：1．0,与传统发酵（6：3：1）相比,提高了丁醇所占的比值。[结论]该研究为以木质纤维素为原料进行新能源的开发和利用验提供试验依据。     

多基因串联发酵木糖产乙醇重组菌株构建初探

[目的]解决酿酒酵母不能发酵或利用木糖的问题,以期选育出高效转化秸秆生产乙醇的菌株.[方法]将来自近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis)的木糖还原酶基因(xyl1),热带假丝酵母(Candida tropicalis)的木糖醇脱氢酶基因(xyl2),树干毕赤酵母(Pichia stipitis)的木酮糖激酶基因(xks1),以及酿酒酵母内源的转醛酶基因(tal1)和转酮酶基因(tkl1),通过串联共表达的方法构建到表达载体pAUR123上,构建了一株重组酿酒酵母.[结果]经过酶活性分析和Western blot蛋白免疫实验,证明转化子pAUR123-XL成功导入酿酒酵母并得到表达.以木糖为唯一碳源进行限氧发酵,能稳定利用木糖,木糖发酵结果表明:木糖的利用率为79.5;,乙醇产率为31;.[结论]构建的重组菌株能较好的利用木糖,为进一步的乙醇发酵提供了依据.     

尼克酸对酿酒酵母发酵生产燃料乙醇的影响

[目的]进一步优化燃料乙醇的生产条件。[方法]以玉米秸秆为原料,研究尼克酸对酿酒酵母发酵生产燃料乙醇工艺的影响。[结果]对于酿酒酵母发酵生产酒精,在发酵12h内,尼克酸对高压蒸汽下酸预处理后秸秆发酵产酒精量、还原糖的利用量有促进作用。[结论]尼克酸在一定条件下有利于燃料乙醇的生产。     

海带纤维低温酶解和制备生物乙醇的研究

研究了海带纤维经低温纤维素酶水解,并利用酿酒酵母制备生物乙醇的工艺条件。结果表明,在制备生物乙醇的过程中,当发酵温度为30℃、酿酒酵母接种量为10%、低温纤维素酶用量为35 U/g对底物和发酵时间为72 h的条件下,酒精产率最高。     

低能N+离子注入对酿酒酵母乙醇发酵活性的影响

[目的]研究低能N^＋离子注入对酿酒酵母乙醇发酵活性的影响。[方法]选取scerevisiaeAS2．399作为受体菌,经过不同剂量的低能N^＋离子注入后,确定最佳的注入参数,并研究离子注入对S．cerevisiae AS2．399乙醇发酵效率以及对乙醇发酵关键酶表达的影响。[结果]酿酒酵母As2．399在N^＋注入剂量为10×10^15 ions／cm^2条件下的存活率约为25％,传代培养后菌株发酵乙醇的产率约为0．42g/g（达到理论产率的84％）,相比于原始菌株有微弱提升,而与乙醇发酵相关的丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶酶活值分别达到0．53和2．47μmol／ml·min,大于原始菌株的相应酶活。[结论]该研究结果可为采用低能离子注入技术对酿酒酵母改良,以拓宽其利用底物的广度和提高发酵乙醇的效率奠定基础。     

热带假丝酵母菌处理马铃薯淀粉废水的研究

[目的]优化热带假丝酵母菌发酵处理马铃薯淀粉废水的最佳工艺。[方法]利用微生物发酵方法研究pH、温度、发酵时间、接种量等因素对热带假丝酵母发酵处理马铃薯淀粉废水的影响。[结果]在pH为5.0、温度为28℃、处理时间为28 h、热带假丝酵母菌接种量为15%的条件下,马铃薯淀粉废水中COD去除率可达到75.4%,同时单细胞蛋白得率为7.43 g/L。[结论]热带假丝酵母菌处理马铃薯淀粉废水效果好,并可回收高价值的酵母菌体蛋白,该工艺具有实用性。     

里氏木霉纤维素酶水解稻草的研究

[目的]探讨碳氮源对里氏木霉发酵产纤维素酶的影响,以及纤维素酶水解稻草的条件。[方法]通过添加不同的碳源和不同浓度的酵母粉,探讨里氏木霉合适的发酵条件;使用不同添加量的纤维素酶对稻草进行酶解;分别利用纤维素酶、纤维素酶和木聚糖酶混合酶对稻草进行酶解反应。[结果]利用乳糖和稻草的复合碳源和12 g/L的酵母粉进行水解时,纤维素酶活性较高。酶解适宜的酶用量为每克稻草底物200 U的滤纸酶。用纤维素酶及木聚糖酶混合酶酶解稻草96 h的酶解得率为65.4%。[结论]该研究可为里氏木霉纤维素酶生产和酶解稻草的应用提供一定的依据。     

造纸黑液与玉米秸秆堆肥实验

[目的]开发利用玉米秸秆资源,解决造纸黑液对环境的污染问题。[方法]通过用不同方法使玉米秸秆与造纸黑液混合发酵,对其混合的比例、发酵时间、pH值、玉米秸秆粉的细度等因素进行研究,确定混合发酵的最佳配比、最佳中和时间和最佳发酵条件。[结果]造纸黑液与玉米秸秆混合发酵的最佳条件为:将玉米秸秆与水按质量比1∶1混合在常温隔绝空气的条件下发酵4周,然后将造纸黑液与所得的玉米秆发酵产物按质量比15∶1混合在常温隔绝空气的条件下发酵4周,可得到pH值在6.0~7.0富含腐殖酸的有机绿肥。[结论]该研究对有效利用玉米秸秆资源和治理环境污染具有重要意义。     

纤维素酶提取工艺及酶学性质的研究

[目的]探讨纤维素酶的最佳提取工艺和最佳反应条件。[方法]以里氏木霉Rut C-30为发酵菌种,在30℃、摇床转速170 r/min条件下培养8 d,发酵生产纤维素酶,用盐析技术对粗酶液进行分离纯化,通过正交实验法探讨了纤维素酶的提取工艺条件。并以羧甲基纤维素钠酶活力为指标,对该酶的最佳反应条件和稳定性进行了研究。[结果]纤维素酶的最佳提取条件是:提取时间为16 h、盐析饱和度为70%、pH值为4.8。纤维素酶的最佳反应条件是:pH值为4.8、温度为60℃。酶在pH 3.6~7.0时较稳定,在78℃保温30 min下的残留酶活为50%。[结论]该研究为酶的工业化生产提供参考数据。     

酶磨法处理玉米秸秆的糖化发酵研究

将纤维素酶、木聚糖酶分别与湿磨相结合对玉米秸秆进行了预处理,对不同料液浓度的酶磨玉米秸秆进行了糖化发酵研究。试验结果表明:当经纤维素酶、木聚糖酶酶磨处理的玉米秸秆料液的酶解浓度均为6%时,还原糖收率最高,分别为37.2%和33.5%;对酶解后的料液进行酒精发酵,发现在酶解料液浓度为11%时,酒精浓度最高,分别为3.0%和2.8%。     

橡实制备燃料乙醇菌种筛选及工艺考察

[目的]筛选适宜的橡实制备燃料乙醇的菌种,并优化该发酵工艺。[方法]以橡实粉为原料,筛选适宜的燃料乙醇发酵菌株,并对该工艺条件进行了优化。[结果]酿酒酵母FE-B是一株高效的耐受单宁中温菌株。以橡实粉制备燃料乙醇,当液化温度为95℃,乳液浓度为32%,液化pH为5.8,液化酶用量0.06%,糖化酶用量0.05%,发酵温度为36℃时,可获得较高产率的燃料乙醇。[结论]在纤维乙醇生产技术尚不成熟的前提条件下,为了发展非粮燃料乙醇,利用野生淀粉资源橡实发酵生产燃料乙醇是一种很好的选择。     

芦苇秸秆稀硫酸水解工艺研究

[目的]研究芦苇秸秆的稀硫酸水解工艺,以期实现乙醇的低成本生产。[方法]将芦苇秸秆切成长2～3 cm的小段,烘干后粉碎,过40目筛,在湿法氧化的基础上,对芦苇进行稀硫酸水解预处理。[结果]芦苇酸解的最佳工艺条件为：原料液浓度为55 g/L,100 ml原料液中加入60 ml浓度1%的稀硫酸,水解温度为125℃,水解时间为120 min,水解液中还原糖含量达到19.48%。[结论]该研究首次为以芦苇作为生物燃料乙醇的生产原料研究提供了依据。     

发酵和酶解共处理玉米秸秆研究

[目的]探究发酵和酶解共处理玉米秸秆效果。[方法]利用有效微生物发酵玉米秸秆,并对发酵后玉米秸秆进行酶解。采用单因素法,考察温度、pH值、酶与底物比、处理时间对酶解效果的影响。[结果]发酵和酶解单独处理玉米秸秆,效果均不理想;有效微生物群可以软化秸秆,利于酶解。在温度为50℃、pH值为4.8、酶与底物比为15g/kg、处理时间为72h的条件下,纤维素酶酶解发酵后的秸秆所得总糖有较大幅度提高,还原糖提高较小。[结论]该研究为玉米秸秆综合利用及饲料开发提供了试验依据。     

基于分批添加策略的高浓度玉米生料酒精发酵

[目的]优化高浓度玉米生料酒精发酵的工艺。[方法]在外环流式发酵罐中,考察了起始发酵醪加入量、起始添加时间、添加间隔时间及每批添加量等因素对玉米生料酒精发酵的影响,并将优化工艺应用于高浓度酒精的发酵。[结果]按料水比1.0∶2.3,添加100AUN/g原料的生淀粉酶获得初始发酵醪,取30%加入外环流式发酵罐,接种发酵,至2 h起每30 min添加5%的剩余发酵醪,30℃恒温发酵72 h,发酵终点酒精度达到120.0 g/L,淀粉利用率为90.08%,与普通工艺相比酒精度提高了15.3%。将该工艺进一步应用于高浓度生料酒精发酵,当料水比为1.0∶1.8时,酒精度达到133.6 g/L,淀粉利用率为86.6%。[结论]该试验提出的分批添加强制循环生料酒精发酵工艺能明显提高酒精浓度和淀粉利用率,有利于高效、清洁酒精生产工艺的建立。