新疆药桑葚酵素发酵动力学模型及其发酵比速率的研究

为了进一步研究新疆药桑葚酵素发酵过程中发酵动力学变化情况,针对发酵过程中乳酸菌生长、总酸生成及还原糖基质消耗情况,该研究应用Logistic模型、SGompertz模型、DoseResp模型和Boltzmann模型进行非线性拟合,并依据相关系数判断其可靠性。结果表明,在乳酸菌生长动力学模型中Logistic模型的拟合效果最佳,其相关系数最接近1。在还原糖基质消耗动力学模型中DoseResp模型和Boltzmann模型均可用于定量描述和预测药桑葚酵素发酵过程中还原糖基质消耗情况。在总酸生成动力学模型中Logistic模型的拟合效果最佳。所选模型拟合发酵过程均为可行,为药桑葚酵素发酵进一步工业化生产和扩大市场提供了理论基础。     

盐地碱蓬发酵动力学模型构建及抗氧化功能评价

对盐地碱蓬发酵过程中不同发酵时间的酵母菌、乙醇、还原糖、pH值、可滴定酸、总酚等代谢产物及羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、还原力等抗氧化指标进行跟踪检测，研究其发酵动力学和抗氧化能力。采用SGompertz、DoseResp、Logistic和Boltzmann模型建立盐地碱蓬发酵动力学模型；利用相关性与主成分分析法构建盐地碱蓬发酵的综合评价指标体系。结果表明，用DoseResp和Boltzmann方程建立酵母菌生长动力学模型，用SGompertz方程建立乙醇产量生成动力学模型，用Logistic方程建立还原糖基质消耗动力学模型，拟合系数R2分别为0.977、0.995、0.982，均呈良好拟合效果；相关性分析结果表明，总酚和有机酸是盐地碱蓬发酵液中抗氧化能力主要来源；主成分分析表明，综合评价指标呈先升高趋于稳定再下降的趋势，综合考虑发酵终点为第8天。该研究揭示了盐地碱蓬发酵过程中代谢产物以及抗氧化活性的变化规律，为盐地碱蓬发酵液的精准制备提供理论基础。     

黑加仑果酒发酵动力学研究

以黑加仑（Ribes nigrum L.）为原料制作果酒,接种酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）后,每隔24 h测定黑加仑果酒的酵母菌数、酒精度和还原糖含量,探讨黑加仑果酒低温发酵过程中主要指标的变化。采用Logistic模型、SGompertz模型、DoseResp模型和Boltzmann模型进行非线性拟合,研究黑加仑果酒发酵过程动力学。结果表明,Logistic、DoseResp、Boltzmann和SGompertz等模型对黑加仑果酒发酵过程均呈现较好的拟合效果。其中,Logistic模型能较好地反映黑加仑果酒的发酵过程,对酵母菌数、酒精度和还原糖含量的拟合度分别为0.986 45、0.997 69、0.996 22,表明Logistic模型拟合黑加仑果酒发酵过程的动力学特征是可行的。     

沙棘果酒发酵动力学及其抗氧化活性

探讨沙棘果酒低温发酵过程中发酵动力学、抗氧化性等指标的变化情况。测定沙棘果酒发酵过程中不同时间酵母菌数量、酒精度和还原糖量的变化,首先应用DoseResp模型、Boltzmann模型、SGompertz模型和Logistic模型进行非线性拟合;其次对不同发酵时间果酒的总多酚含量、总黄酮含量、Vc含量和DPPH清除率以及总抗氧化能力进行测定。结果表明,酵母菌生长期数量的变化应用SGompertz模型的拟合度最高,R~2=0. 956 2;酒精生成数据应用Boltzmann模型的拟合度最高,R~2=0. 995 1;还原糖消耗数据应用DoseResp模型及Boltzmann模型的拟合度最高,R~2=0. 979 6,上述模型均能很好地描述发酵动力学特征;沙棘果酒的总多酚含量、总黄酮含量、Vc含量、DPPH清除率和总抗氧化能力均呈先上升后降低的趋势,其最大值分别达到了146. 01、12. 60、27. 47mg/100 mL、76. 12%和145. 53 U/mL。所选模型拟合沙棘果酒发酵过程是可行的,沙棘果酒发酵过程中抗氧化活性呈峰型变化,为沙棘果酒发酵提供了理论基础。     

胞内羧甲基茯苓多糖的发酵动力学

为了进一步研究胞内羧甲基茯苓多糖发酵过程中发酵动力学的变化情况,针对发酵过程中茯苓生长、胞内羧甲基茯苓多糖生成及还原糖消耗情况,应用Logistic模型、Sigmoid模型、SGompertz模型以及DoseResp模型进行非线性拟合,并采用均方误差、准确因子和偏差因子对拟合模型进行可靠性评价。结果表明,在茯苓菌生长动力学模型中,采用SGompertz模型最佳,其相关系数和准确因子更接近于1,均方误差更小;在胞内羧甲基茯苓多糖生成动力学模型中,采用Logistic模型最佳,其准确因子和偏差因子更接近于1,均方误差更小;在底物(还原糖)消耗动力学模型中,Sigmoid模型和DoseResp模型均可用于定量描述发酵过程中还原糖的消耗情况。所选模型拟合发酵过程是可行的,为羧甲基茯苓多糖进一步工业化生产提供理论基础。     

沙棘果酒低温发酵还原糖指标的动力学研究

以处于低温发酵状态的沙棘果酒为研究对象,围绕其还原糖含量、抗氧化性及发酵动力学与发酵时间的关系展开了研究。本次研究所用模型主要有Logistic、SGompertz、DoseResp及Boltzmann,研究指标包括还原糖、Vc、总多酚以及总黄酮含量,抗氧化能力与DPPH清除率。结果表明,相关模型均可被用来对果酒发酵过程进行拟合,随着发酵时间增加,果酒抗氧化性呈现出峰型变化趋势,希望能为日后工业发酵的大力推进提供帮助。     

酒酒球菌和酿酒酵母共接种发酵动力学模型建立

为研究酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和酒酒球菌(Oenococcus oeni)共发酵过程中菌体生长、底物消耗和产物生成的动力学变化,选取本土O.oeni ZX-1、MG-1分别与S.cerevisiae VW、AW同时接种,每隔24 h测定发酵体系内S.cerevisiae活菌数、还原糖含量、乙醇体积分数、O.oeni活菌数和L-苹果酸含量,采用经典Logistic、Boltzmann、SGompertz和DoseResp模型对测定值进行非线性拟合。结果表明,Boltzmann模型可以较好地反映S.cerevisiae生长和乙醇体积分数变化;Logistic模型对还原糖含量变化拟合效果最佳;4个处理组的O.oeni生长和L-苹果酸含量变化动力学模型中,Boltzmann模型和DoseResp模型拟合系数R²一致,均能较好预测共发酵过程中O.oeni生长和L-苹果酸含量的变化趋势。综合分析,供试本土O.oeni分别与S.cerevisiae VW、AW共接种均可顺利完成发酵,建立的动力学模型可为本土菌株的工业化酿酒工艺优化控制提供数据...     

百香果酒发酵动力学及抗氧化活性研究

以紫皮百香果为原料,在去皮百香果果汁和百香果全果汁中分别添加RW型安琪酵母进行恒温发酵制备百香果果汁酒和百香果全果酒,每隔12 h测定2种百香果酒的总糖含量、酒精度、酵母菌数,应用Logistic模型、Boltzmann模型、SGompertz模型和DoseResp模型对其进行非线性拟合建立发酵动力学模型,并测定其发酵过程中总酚和总黄酮含量及抗氧化活性的变化。结果表明,所选模型对试验数据的拟合相关系数R²均>0.99,能较好地描述百香果果汁酒和全果酒发酵过程;百香果果汁酒和全果酒发酵过程中总酚和总黄酮含量、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率和Fe³⁺还原能力均呈现先上升后下降的趋势,主发酵结束后得到的百香果果汁酒和全果酒总酚和总黄酮含量、DPPH自由基清除率和Fe³⁺还原能力差异显著(P<0.05),且百香果全果酒抗氧化性优于果汁酒。     

发酵型黄精米酒动力学及抗氧化性研究

该实验通过测定发酵型黄精米酒发酵过程中酵母菌含量、酒精度和残糖含量的变化规律，采用Boltzmann模型和DoseResp模型进行非线性拟合，构建发酵动力学模型，同时对预测值和实验值进行T显著性检验，并研究其抗氧化性。结果表明，酵母菌含量采用DoseResp模型的拟合度最高，R2=0.997 5；酒精度采用Boltzmann模型和DoseResp模型的拟合度最高，R2=0.995 3；残糖含量采用Boltzmann模型和DoseResp模型的拟合度最高，R2=0.993 2；且T检验结果均不显著（P＞0.05），说明所选拟合方程能很好的描述其发酵动力学特征；发酵过程中总酚含量、总黄酮含量、总抗氧化能力、超氧阴离子自由基（O2-·）和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·）清除率均呈现先增加后降低并趋于稳定的趋势。     

红茶菌芒果复合酒的发酵动力学模型及其抗氧化活性

本文以红茶菌发酵液和芒果汁为原料,酿制出红茶菌芒果复合果酒,对其抗氧化性进行测定并建立红茶菌芒果复合果酒发酵动力学模型。对果酒的抗氧化性测定试验表明：总酚含量、DPPH及羟基自由基清除率随发酵时间的变化趋势总体上均呈现出先上升再下降的趋势,在发酵第8 d,均达到最高值,总酚含量、DPPH和羟基自由基清除率分别为799.61 mg/mL、92.50%、86.30%。用SGompertz模型建立了酵母菌生长动力学模型,相关系数R2=0.98;用Boltzmann方程建立了总糖消耗动力学模型,用Logistic模型建立了酒精生成动力学模型,相关系数R2均＞0.99,动力学模型的建立实验结果表明实验值和模型预测值的拟合度很高,能很好的反映红茶菌芒果复合果酒在发酵过程中的动力学特征。红茶菌芒果复合酒发酵过程中抗氧化活性呈峰型变化,为红茶菌芒果复合酒发酵提供了参考。     

红枣酒发酵动力学研究

以陕西榆林地区黄河滩枣为原料,用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)EX1118低温浸渍发酵,进行了红枣酒发酵动力学研究。通过测定发酵过程中的生物量、酒精含量、总糖含量,并应用Logistic模型、Sgompertz模型、Boltzmann模型及DoseResp模型对其进行拟合,分别建立菌体生长模型、底物消耗模型、产物生成模型,模型反应了酿酒酵母发酵产生酒精的过程的动力学特征。通过分析模型发现,酵母在前96h内处于生长对数期,产酒精及糖消耗速度都较快;在96h之后酵母菌进入稳定期,糖消耗速度缓慢,132h后酒精生成量趋于稳定,在168h时酒精含量达到最大值11.7%vol。因此在生产上可以根据酿酒酵母生长趋势控制发酵工艺,提高酒精产量,缩短发酵时间等。     

桑葚-草莓复合果酒发酵动力学模型建立

为建立桑葚-草莓复合果酒发酵动力学模型,以草莓、桑葚为原料,以3∶2的质量比进行混合榨汁后带渣发酵,酿制得到酒液澄清透明,颜色为深红色,带有草莓清香的复合果酒。在果酒生产过程中,研究果酒发酵过程中菌体生长、基质消耗及产物生成的变化规律,应用Logistic模型方程建立酵母菌数量变化、酒精度变化的动力学模型,用Boltzmann模型建立了总糖含量变化的发酵动力学模型,并进行模拟。试验结果表明,模型的试验值与预测值之间的拟合度较高,分别为0.979、0.997、0.994。结果表明,模型的试验值和预测值的拟合度很高,能很好地反映桑葚草莓复合果酒在发酵过程中的动力学特征。     

仙人掌果酒发酵动力学及其抗氧化性

以仙人掌果汁为原料,添加SY型安琪酵母进行恒温发酵并对其发酵动力学和抗氧化性进行研究。每隔12 h测定仙人掌果酒的酵母菌数、酒精度、还原糖量,针对实验数据,应用Logistic模型、SGompertz模型和Dose Resp模型对其进行非线性拟合。同时在果酒发酵的各个阶段测定了总酚和黄酮的含量及其抗氧化性,了解其变化规律。实验结果显示:3种模型的模拟预测值和实测值的拟合度均大于0.99,模拟拟合度较好,综合反映了仙人掌果酒发酵过程的动力学特征。总酚和黄酮含量相对较高,清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基效果显著,Fe3+还原能力良好。     

Fermentation Kinetics of Different Sugars by Apple Wine Yeast Saccharomyces cerevisiae

A non‐linear kinetic model to predict the consumption of different sugars (glucose, fructose and sucrose) as a substrate, during an apple wine yeast fermentation with Saccharomyces cerevisiae strain CCTCC M201022 is proposed. This model was used to predict sugar utilization by this yeast beginning at various initial sugar concentrations. After observation of the experimental data, a model based on the logistic equation of yeast growth, growth‐associated production of ethanol with a lag time, and consumption of sugars for biomass formation and maintenance, was developed. After experimental model fitting, kinetic parameters in the model were estimated. The experimental verification of the model was performed using flask‐scale fermentations, and the model obtained predicted the fermentation performance effectively, using different sugars as the substrate set at various initial sugar concentrations. Based on estimated kinetic parameters and the characteristics of sugar utilization, the yeast examined appeared to be glucophilic. The effects of different sugars with various initial concentrations on the fermentation performance by this yeast were investigated, and some applications of kinetic parameters are discussed.     

不同洁净度葡萄的葡萄酒发酵效果研究

使用武宣地区3种红曲米作为发酵剂酿造红曲柿酒，分析其理化指标和挥发性风味成分差异，并采用Illumina MiSeq高通量测序技术检测3种红曲米的细菌多样性，以解析不同细菌群落在红曲柿酒发酵过程中的作用。结果表明，不同红曲柿酒总酸和挥发酸含量差异显著（P＜0.05）；挥发性酸类物质组成存在较大差异，其中红曲米样品WX-2制成的红曲柿酒挥发性酸类物质含量最高（10.0%）。从3种红曲米样品共检测出19个细菌门，239个细菌属，共有优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）；共有优势菌属为伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、克雷伯氏菌属（Klebsiella），WX-2样品中优势菌属还有醋菌属（Acetobacter）、小球菌属（Pediococcus）、乳酸杆菌属（Lactobacillus），均为产酸菌株。表明红曲米细菌群落结构与红曲柿酒酸类物质的形成紧密相关。