优化同步糖化共发酵产乙醇

近年来,同步糖化共发酵产纤维素乙醇,由于其特有的优势受到广泛关注,如何提高乙醇产量和浓度更成为焦点。基于此,从预处理以及同步糖化共发酵过程2个方面给出提高同步糖化共发酵产纤维素乙醇的思路。     

木薯渣制备乙醇探索研究

[目的]对木薯渣水解糖发酵制乙醇的再利用过程进行考察。[方法]以木薯渣为原料,采用同步糖化发酵工艺,研究木薯渣中淀粉、纤维素和半纤维素水解糖分开发酵或共同发酵制乙醇的过程。[结果]原料中纤维素含量为34.70%,半纤维素含量为9.70%,淀粉含量为15.35%;采用同步糖化共发酵工艺较同步糖化分开发酵工艺,乙醇相对于原料的产率高,可达到28.04%。[结论]该研究可为木薯渣的合理利用提供技术支持。     

耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化发酵工艺考察

[目的]对耐温酵母用于玉米秸秆同步糖化的发酵工艺进行考察。[方法]研究固液比、初始葡萄糖浓度和酶加入量对纤维素酶水解的影响,并对温度、固液比对中性蒸汽爆破预处理玉米秸秆(PCS)同步糖化发酵的影响和耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺进行考察。[结果]水解体系中水解速率在一定范围内与酶加入量成正比,但随着酶加入量的增加,酶量对水解速率的贡献逐渐降低;酶解体系中的葡萄糖浓度对纤维素酶的水解速率具有很强的抑制作用,葡萄糖浓度越高,抑制越强;固液比在10%～30%,固含量越高,最终葡萄糖产率越高,且不影响纤维素水解率。利用基于耐温酵母FE-B的同步糖化发酵工艺水解和发酵120 h,反应体系中的乙醇浓度可达6.21%(W/W),纤维素水解率为88.70%。[结论]该研究可为开发木质纤维素生产燃料乙醇提供理论依据。     

尖孢镰刀菌诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇

以尖孢镰刀菌为研究对象,探究其诱导产酶及同步糖化发酵产纤维素乙醇的影响。选取不同诱导底物、产酶培养基以及发酵时间,通过测定发酵液中羧甲基纤维素酶活性和木聚糖酶活性,确定最佳诱导产酶条件。最佳诱导产酶培养基:底物30 g/L,羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 5 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸二氢钾1 g/L,硫酸镁0. 2 g/L,硫酸铵3 g/L,pH值6. 0。最佳诱导产酶的底物为小麦秸秆,发酵4 d羧甲基纤维素酶活性达到12. 40 U/mL,木聚糖酶活性达到930. 9 U/mL。尖孢镰刀菌诱导所产纤维素酶具有较好的pH值稳定性和温度稳定性,在一定程度上能弥补真菌纤维素酶耐碱性差和细菌纤维素酶活性低的不足。将其作为乙醇发酵菌种进行木质纤维素同步糖化发酵,在3%葡聚糖负荷下,96 h生成乙醇12. 23 g/L,乙醇得率为71. 81%。将其与酿酒酵母混菌同步糖化发酵,48 h添加木糖利用率最高,96 h生成乙醇19. 11 g/L,乙醇得率82. 11%。     

纤维素同步糖化发酵生产乙醇

[目的]利用微生物方法生产乙醇,从而替代化石能源。[方法}土曲霉M11利用纤维素为原料产酶并糖化纤维素成还原糖,利用酿酒酵母发酵生成乙醇。,[结果]通过对土曲霉M11生长条件的研究,确定了土曲霉M11的最佳培养时间是3d,最佳接种量为200μl,最适培养湿度为80％,最适培养温度为45℃,最适培养pH为3．0,此条件下可获得最大的产酶量。通过对糖化过程的研究,确定了纤维素酶的最适糖化温度为55℃,最适pH为5．0,此条件下可获得较高的还原糖量,且在酸性条件下酶活力较高,具有很好的热稳定性。通过发酵,还原糖量占原材料干重的62．42％,产生的乙醇占原材料干重的21．36％。[结论]此方法可以应用于工业发酵生产乙醇,有利于保护环、降低成本、提高社会效益,有很好的应用价值。     

木薯粉浓醪酒精同步糖化发酵工艺研究

[目的]为木薯粉浓醪酒精发酵提供理论依据。[方法]以木薯粉为原料进行浓醪酒精发酵,研究了不同温度下的糖化酶活力及糖化规律,并比较了同步糖化发酵与先糖化后发酵工艺的发酵效果。[结果]在40～65℃范围内,糖化酶的活力随温度的升高而升高,温度高于65℃时,酶活力开始降低。60℃时糖化效果最好,0.5h糖化率为48.2%,8h醪液中葡萄糖含量达27.5%,已完全糖化。发酵前4h,同步糖化发酵工艺和先糖化后发酵工艺的发酵速度差别不大,4h后同步糖化工艺的产酒精速度明显优于先糖化发酵工艺。同步糖化发酵工艺中残还原糖、残总糖含量明显低于先糖化后发酵工艺,发酵效率达90.3%。[结论]采用同步糖化发酵工艺进行木薯粉浓醪酒精发酵的效果优于先糖化后发酵工艺。     

木质纤维生物量一步法（SSF）转化成乙醇的研究（Ⅲ）：毛白杨爆破原料一步法转

该研究以汽爆毛白杨木粉为原料,采用正交实验法进行同时糖化发酵（ＳＳＦ）来生产乙醇,通过考察反应温度、ｐＨ值、酶浓度和酵母用量来寻找绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件,研究结果表明：①在相同条件下,同时糖化发酵可提高汽爆毛白杨木粉转化成乙醇的效率,转化率高达８６％,比分步糖化发酵（ＬＨＦ）提高了１．６倍;②绿色木霉纤维素酶和酿酒酵母同时糖化发酵转化汽爆毛白杨木粉成乙醇的最佳条件为：反应温度３６℃,ｐＨ值５。０,酶浓度２５ｕ／ｇ,酵母用量（湿重）０．０１ｇ／ｍＬ发酵液。     

木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺优化

[目的]优化木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺.[方法]在实验室进行发酵试验,通过前期单因素试验的结果选取了3个对发酵结果影响较大的因素：发酵时间、发酵温度、料水比按正交试验设计方案进行发酵条件的优化.[结果]试验表明,3个因素对木薯同步糖化生产燃料乙醇的影响作用的主次顺序为发酵时间、发酵温度、料水比;优化方案为：料水比1∶2.5 g/ml,发酵温度32℃,发酵时间54 h,优化后的发酵结果酒度达到了14.3％ （V/V）,原料转化率达到了30.7％.[结论]研究可为木薯发酵生产燃料乙醇提供理论依据.     

响应曲面法优化酵母菌发酵产乙醇的工艺

[目的]应用响应曲面法优化酵母菌发酵产乙醇的工艺。[方法]首先以初糖浓度为因子进行单因素试验,大致确定乙醇产量较高时初糖浓度的范围;然后分析试验条件,应用Box-Behnken的中心组合设计,以初糖浓度、发酵温度和发酵时间为因素,以酿酒酵母发酵过程中乙醇产量的变化为响应值,进行试验,运用SAS统计软件对试验数据进行分析,建立二次响应面回归模型,得出重要因素的最佳水平,从而确定最佳的发酵条件。[结果]经响应曲面法优化获得的酿酒酵母发酵生产乙醇的工艺参数为：初糖浓度24.72%,发酵温度36.05℃,发酵时间50.65h,在此优化条件下,获得的乙醇产量达137.59g/L。[结论]该研究可为提高生物发酵产乙醇的量提供科学依据。     

木薯酒精浓醪发酵液化糖化工艺的研究

[目的]优化木薯粉浓醪酒精发酵中液化糖化的工艺条件。[方法]以木薯粉为原料进行浓醪酒精发酵,在单因素试验的基础上,运用正交试验对液化糖化工艺中的各种参数进行了研究。[结果]正交试验表明,各因素的影响主次为:糖化酶量>糖化时间>糖化pH值>糖化温度。根据各因素的水平K值大小,确定了木薯粉浓醪酒精发酵中最佳液化工艺条件,即:料水比为1∶2.3,液化温度105℃,液化酶用量为10 U/g木薯粉,液化时间为2 h;最佳糖化工艺条件为:糖化pH值4.5,60℃时加入糖化酶150 U/g木薯粉后,直接将醪液冷却至33℃进行发酵,即糖化与发酵同时进行。在该条件下进行木薯粉浓醪酒精发酵,酒精终浓度可达16.9%(V/V)。[结论]该研究为后续发酵条件的优化以及100 L的放大试验打下了基础。     

麦芽糖化工艺的优化及其对发酵的影响

[目的]优化麦芽的糖化工艺条件,探究麦芽的水解作用规律,获得发酵优良的麦汁。[方法]以还原糖、总糖、α-氨基氮和可溶性蛋白质的含量为指标,探究麦芽蛋白质休止温度、糖化的温度、时间、初始pH等工艺参数对麦芽淀粉和蛋白质水解的影响。[结果]糖化温度是影响麦芽淀粉水解的主要因素;蛋白质休止温度、时间及初始pH是影响麦芽蛋白质水解的主要因素。麦芽糖化工艺优化结果:50℃蛋白质休止1 h,65℃糖化40 min,72℃糖化20 min,初始pH为5.0。该工艺制备的麦汁15℃发酵的酒精度达6.2%,实际发酵度达75.3%。[结论]该研究可为不同类型啤酒酿造制备特定的麦汁提供生产依据。     

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。     

鲜山药发酵乳的生产工艺研究

[目的]研制出具有滋补、养生和医疗保健协同功效的鲜山药发酵乳产品。[方法]以鲜山药为主料,优质麦芽、脱脂乳、白砂糖等为辅料,经乳酸发酵制成具保健功能、风味独特及品质优异的健康饮品。对原料配比、麦芽酶解最佳条件、乳酸发酵工艺条件、产品配方等进行探讨。[结果]制作鲜山药发酵乳时,麦芽酶解最佳条件为山药用量21.0%、麦芽用量1.4%、酶解温度68℃、酶解时间60 min;最优发酵工艺为加乳量2.4%、发酵温度38℃、发酵时间7.0 h、接种量5.0%。[结论]制得的鲜山药发酵乳产品口感细腻爽滑、清香酸甜、外观乳白、风味独特、品质高、纯天然。     

纤维素乙醇生物转化工艺的研究进展

以纤维素为原料生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程。由于纤维素原料本身的结晶度和难于降解性,木质纤维素原料生产乙醇,在水解之前要对原料进行物理法、化学法、物理-化学法和生物法等预处理才能获得较高的转化率;发酵工艺有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同步糖化发酵法、非等温同步糖化发酵法和复合水解发酵工艺等。综述了纤维素转化为燃料乙醇的原料预处理方法、糖化发酵工艺以及不同预处理方法、发酵工艺优缺点及适合的原料范围,并提出了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维素燃料乙醇的产业化前景。     

Optimization of Solid State Fermentation Conditions Using a Mixture of Bean Curd Residue and Marc with Bacillus natto

[Objective] The aim was to optimize the appropriate solid state fermentation(SSF)conditions.[Method] The optimization of solid state fermentation using a mixture substrate of bean curd residue and the marc with Bacillus natto was developed.[Result] The best fermentation condition optimized by the test of single factor and the orthogonal design respectively was mixing ratio of bean curd residue to marc 2∶1,substrate pH value 6,fermentation temperature 39 ℃,inoculum volume 10% and fermentation time 48 h.Under this optimized fermentation condition,the content of crude fiber in the substrate decreased from 107.8 mg/g before SSF to 56.2 mg/g after SSF,and the degeneration rate of crude fiber was 47.87%.[Conclusion] The bean curd residue in its palatability was enormously improved by SSF with Bacillus natto strain,which could be expected to be widely used as raw material of health foodstuff.     

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。