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。     

发酵抑制物和环境因子对游离及固定化酵母发酵的影响

研究固定化酵母和游离酵母在耐受副产物及产物乙醇抑制方面的表现,结果表明,固定化酵母耐受各种发酵抑制物能力均好于游离酵母,无论固定化酵母还是游离酵母发酵,其外源性添加发酵抑制物的临界浓度为甲酸4 g/L,乙酸4 g/L,乳酸15 g/L,乙醇40 g/L。另外固定化酵母耐受环境高糖渗透压及温度变化的能力同样强于游离酵母,在发酵初始糖浓达到100 g/L时,经36 h发酵,其发酵醪液中乙醇浓度为30.37 g/L,而游离酵母发酵乙醇浓度仅为23.65 g/L。在环境温度升至50℃时,游离酵母几乎不发酵,醪液中乙醇浓度仅为0.07 g/L,而固定化酵母发酵最终乙醇浓度为3.75 g/L。     

运动发酵单胞菌发酵红薯淀粉生产乙醇工艺的研究

为了建立运动发酵单胞菌生料发酵生产燃料乙醇的工艺,通过全因子试验优化ɑ-淀粉酶和糖化酶的添加量,其最优组合为ɑ-淀粉酶80 U/g、糖化酶400 U/g.通过单因素试验、正交试验,对运动发酵单胞菌发酵红薯淀粉产乙醇的操作条件进行优化,结果表明:在35℃,料水比1:2,装液量40%,糖化酶400 U/g,pH为4,振荡培养,发酵成熟醪液酒精度为14.10%(v/v),淀粉利用率为45.28%,淀粉出酒率为25.73%.     

甘油双菌发酵生产乙醇的工艺研究

使用红曲菌和浸麻芽孢杆菌混合发酵甘油生产乙醇，确定最终的较优工艺条件为：反应器1L，装入700mL红曲菌发酵液，初始浓度甘油为0.218mol/L，每隔60h分5次添加补料液，每次补加量为100mL，发酵培养时间为360h，乙醇最高浓度可达0.222mol/L，乙醇总产率为0.629mmol/h，乙醇/甘油转化率达87.27%。     

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。     

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).     

木薯联合产乙醇和产沼气的研究

[目的]找到一种木薯的资源化利用途径。[方法]通过优化现有工艺,提高木薯乙醇的出酒率;同时对酒精废醪液进行沼气发酵,达到资源化利用的效果。[结果]通过添加复合酶制剂以及对各工段进行优化,最终出酒率比现有工艺提高约2个百分点。酒精废醪液发酵产生的沼气能替代酒精生产中的一部分煤,产生的沼液、沼渣可做有机肥,节约成本的同时减轻对环境的污染。[结论]木薯通过发酵产乙醇,产生的废醪液再进行沼气发酵是一种较好的资源化利用途径。     

福建山茶树叶和梗中茶皂素的提取工艺研究

[目的]为开发利用山茶树叶和梗及拓宽茶皂素来源提供参考依据。[方法]以福建泉州山茶树叶和梗为材料,通过单因素试验和正交试验研究了乙醇浓度、温度、时间和液料比对茶皂素提取的影响。[结果]各因素对山茶树叶中茶皂素提取率的影响大小依次为液料比、乙醇浓度、提取温度、提取时间,最佳提取工艺条件为液料比9∶1 ml/g、乙醇浓度80%、提取温度60℃、提取时间2 h,提取率13%以上。各因素对梗中茶皂素提取率的影响大小依次为液料比、提取温度、乙醇浓度、提取时间,最佳提取工艺条件为液料比9∶1ml/g、乙醇浓度80%、提取温度70℃、提取时间2 h,提取率达17%以上。[结论]确定了福建山茶树叶和梗中茶皂素的最佳提取工艺。     

戊糖乙醇发酵菌种的选育及菌种特性的研究

[目的]选育能利用木糖产乙醇的菌株。[方法]从自然界中分离、筛选能够发酵戊糖产生乙醇的酵母菌株,并对所得菌株进行发酵性能研究。[结果]选出了1株能利用木糖产乙醇的菌株b-11。其特性研究结果表明,菌株b-11耐乙醇浓度为5%,对数生长期为12～18 h,在50 g/L的木糖发酵培养基中发酵48 h时乙醇浓度达到最高值3.105 9 g/L,木糖利用率达82.52%,糖醇转化率是理论转化率的16.36%。[结论]该研究为利用木质纤维素生产燃料乙醇提供了参考。     

浙江红山茶茶籽饼中茶皂素提取工艺研究

[目的]为浙江红山茶茶籽饼中茶皂素的开发利用提供帮助。[方法]以浙江红山茶茶籽饼为材料,通过单因素试验和正交试验研究乙醇浓度、温度、时间和液料比对茶皂素提取的影响。[结果]各因素对茶皂素提取的影响大小为乙醇浓度提取时间液料比提取温度;最佳提取工艺条件:乙醇浓度为80%,液料比为3∶1 ml/g,提取时间为5 h,温度为70℃。[结论]确定了浙江红山茶茶籽饼中茶皂素的最佳提取工艺。     

菊芋花色素提取条件的研究

[目的]探索提取菊芋花色素的最佳条件。[方法]针对不同条件下菊芋花色素的提取进行了单因素和正交试验,对单因素试验数据进行灰色关联度分析,并利用神经网络预测正交试验并和试验值比较。[结果]菊芋花色素的最佳提取条件为温度60℃,料液比1∶18 g/m L,浸提时间5.0 h,其中浸提温度对提取花色素的影响最大,料液比次之,浸提时间对浸提效果的影响最小;同时提出了减少试验工作量的方法。[结论]该研究可为菊芋花色素的提取提供科学依据。     

不同海拔梯度对菊芋果聚糖代谢的影响

[目的]研究不同海拔梯度下菊芋各器官的果聚糖代谢特点。[方法]以青芋2号、青芋3号菊芋为试验材料,研究在不同海拔梯度下菊芋各器官中果聚糖的代谢。[结果]随着海拔高度的增加,菊芋各器官果聚糖总含量减少,地上部植株果聚糖聚合度（DP）降低、块茎内果聚糖积累总量和自地上部植株向地下部块茎转移分配率减少。海拔在2 600 m及以下,随海拔的升高菊芋块茎果聚糖聚合度降低,地上部植株果聚糖积累量降低;海拔在2 900 m以上,菊芋块茎果聚糖聚合度高、地上部植株果聚糖积累量高。[结论]该研究为拓展菊芋的种植区域和促进菊芋资源的开发利用提供了参考。     

富硒酵母菌的筛选及其富硒条件的优化

[目的]选育高富硒酵母菌株,优化发酵培养条件,以提高酵母生物富集、转化有机硒的能力。[方法]以耐受亚硒酸钠强的菌株为出发菌株,研究该菌株在培养过程中的亚硒酸钠添加量、添加时间、酵母菌接种龄、培养温度等参数,从而达到最优的酵母生物量及富硒量。[结果]研究表明,酵母菌FX5菌株具有较高的耐受性和富硒能力。发酵条件优化表明,FX5菌株在亚硒酸钠添加量为20 g/L、添加硒的时间为6 h,富硒效果最好。在最佳的摇瓶培养条件下(初始硒浓度20μg/mL,接种量10%,装液量50/250 mL,温度28℃,初始pH 6.0,摇床转速160 r/min,接种龄84 h,培养60 h后),该酿酒酵母的生物量及富硒量分别达到40.1 g/L、1 120 mg/L。[结论]该研究可为富硒农牧业生产提供一种安全的有机硒源。     

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。     

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。     

流加培养方式对大肠杆菌XD-12发酵的影响研究

[目的]研究大肠杆菌流加培养方式,提高转氨酶供体——大肠杆菌XD-12的发酵浓度。[方法]通过研究碳源流加、氮源流加、pH控制流加对发酵的影响,获得了优化的培养条件。[结果]产转氨酶大肠杆菌的最佳培养条件为：温度37℃,搅拌转速500 r/m in,通气量1.5 L/m in,培养基初始pH为7.0,控制发酵过程pH为7.5,初始葡萄糖浓度5 g/L,初始氮源为5 g/L蛋白胨＋1.5 g/L牛肉膏,从葡萄糖浓度下降为2 g/L开始每隔2 h间歇流加120 g/L的糖,从8 h起每隔2 h间歇流加15 g/L蛋白胨＋4.5 g/L牛肉膏。在此条件下培养24 h,大肠杆菌的菌体干重浓度达9.66 g/L,较分批培养提高了104.7%。[结论]这对降低酶法制备L-苯丙氨酸的生产成本、提高生产效率、满足日益增长的市场需求具有重要的现实意义。     

固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的研究

[目的]研究固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的适宜反应条件。[方法]以菊芋提取液为原料,以固定化菊粉酶酶法制备果糖,采用蒽酮比色法测定总糖含量,采用3,5-二硝基水杨酸法测定果糖含量,研究了底物浓度、反应温度、pH值、加酶量对果糖制备的影响。[结果]底物浓度、反应温度、pH值、加酶量对果糖制备均有显著影响。固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的适宜反应条件为:底物浓度10%(W/V),反应温度60℃,pH值5.0,加酶量3.0U/g菊糖。在适宜条件下反应12h,底物降解率为98.2%,果糖占总糖的87.6%,总转化率高。[结论]固定化菊粉酶既保持了游离酶的活性,又具有固定酶的功效,具有实用价值。     

布拉酵母高密度培养条件的研究

[目的]对布拉酵母菌(Saccharomyces boulardii)的高密度培养条件进行研究。[方法]以布拉酵母为试验菌株,通过分批发酵和流加培养筛,分别测定温度、pH、溶氧(DO)、起始葡萄糖浓度、残糖浓度及氨基氮浓度对布拉酵母生长代谢的影响。[结果]试验确定布拉酵母高密度培养的最佳工艺为:培养温度30～32℃,pH 5.0,溶氧30%,初始葡萄糖浓度30 g/L,培养过程中通过流加补料维持发酵液中葡萄糖浓度为0.5 g/L、氨基氮浓度为40 mg/L。在此条件下培养24 h后细胞干重最高可达56.6 g/L,细胞得率为42.4%。[结论]该研究对布拉酵母活菌制剂的生产制备具有重大参考价值。