混合酵母菌株酒精发酵过程对葡萄糖和果糖利用的差异性研究

研究了酿酒酵母GJ2008和酿酒酵母GGSF16不同接种比例(V/V)在酒精发酵过程中葡萄糖和果糖利用的差异性,为蔗汁木薯粉酒精发酵提供研究基础.以等质量浓度的葡萄糖与果糖(总糖220 g/L)混合进行酒精发酵,调节酿酒酵母GJ2008与GGSF16不同接种比例(10∶0,8∶2,6∶4,4∶6,2∶8,0∶10,以初始酵母数为4.0×10~7CFU/mL)进行酒精发酵,测定发酵过程中总糖﹑葡萄糖﹑果糖﹑乙醇的变化,采用曲线下面积法和糖代谢一半与代谢完全所需时间法对两种糖利用差异性进行分析.结果表明:果糖的利用速率小于葡萄糖的利用速率,随着酵母菌株GGSF16接种量的增加,葡萄糖利用速率加快,整个发酵过程中,混合酵母菌株对果糖代谢的影响程度高于其对葡萄糖的影响程度;两种酵母菌株的接种比例对乙醇产量无明显影响;相比较之下,0∶10组总糖发酵效率和耗糖发酵效率均较高;因此,酿酒酵母GJ2008和GGSF16最佳接种比例为0∶10(V/V).     

一株利用木糖用于酒精生产酵母菌的筛选

为获得高效发酵木糖生产酒精的菌株,从牛羊粪便的堆积处进行木糖利用菌的分离筛选,获得一株利用木糖的菌株,根据菌株的生理生化和分子生物学特性,鉴定该菌株为热带假丝酵母(Candidatropicals).以逐渐提高底物中木糖浓度的方法,对该菌株利用木糖的能力进行了驯化,同时对该菌发酵木糖生产酒精的工艺和发酵培养基组分进行了优化.驯化后,在厌氧条件下,木糖浓度在7%,木糖利用率为65.2%,酒精产率达到理论产量的21.9%.在优化培养基的条件下,以木糖/葡萄糖混合糖为碳源,控制pH为5.5,温度35℃接种量为10%,厌氧培养96 h,木糖和葡萄糖转化的酒精产量分别为理论产量的37.7%和79.2%,同时伴有30.2 g/L的木糖醇产生.实验结果表明,该菌株具有较高的木糖和葡萄糖的利用能力,是具有同时发酵葡萄糖和木糖产酒精的天然菌株.     

酒精耐受性酵母菌的筛选

从酒精厂废液、糖厂废糖蜜、土壤及淤泥等七种不同样品中,经富集、分离、纯化,筛选得到两株酒精耐受性较好的酵母菌株TM8和TM23.实验结果表明,两株酵母菌在9%的酒精浓度下,仍然能够保持一定的生长趋势。TM8在渗透压和低酸的耐受性上都要优于TM23.在含150 g/L的葡萄糖的发酵培养基中进行发酵,TM8和TM23所得的酒精终浓度分别为4.0%和3.5%（v/v）.     

新疆野生酵母发酵特性研究

对分离自新疆各地的42株野生酵母进行杜氏管发酵,初筛出的18株菌株以两株生产菌株为对照进行葡萄糖发酵,全面测定初筛菌株的发酵性能指标,对发酵性能指标与生产菌株相接近的4株供试菌株作为优选菌株,进一步进行葡萄酒酿造实验,4株优选菌株所表现出来的各项发酵性能指标与生产菌株相差不大,个别重要指标甚至超过生产菌株,如42号菌株的CO2总失重量为36.2 g,与43号生产菌株持平;42号菌株发酵液中的酒精含量为9.2°(v/v),仅低于43号生产菌株发酵液中的酒精含量9.5°(v/v),而高于44号生产菌株发酵液中的酒精含量8.9°(v/v).     

腈水合酶耐底物突变株的筛选及产酶条件优化

采用紫外诱变和梯度平板法筛选出耐底物的突变株,通过单因素实验考察发酵液起始pH值、装液量、发酵周期、接种量对产酶的影响,确定最佳的发酵条件;采用均匀设计实验优化发酵培养基。筛选出．株能耐受4％丙烯腈的腈水合酶产生菌,在最佳产酶条件下,耐底物突变株的腈水合酶酶活达到11．5MU／mL,与优化前相比,酶活提高了49．35％。腈水合酶耐底物突变株的最佳发酵条件为：初始pH7．0、装液量16％、发酵周期58h、接种量10％。最佳发酵培养基配方为：ρ（葡萄糖）=26g／L,ρ（酵母膏）=2g／L,ρ（尿素）=4g／L,ρ（谷氨酸钠）=0．5g／L,ρ（K2HP04）=0．2g／L,ρ（KH2P04）=0．2g,／L,ρ（MgS04）=0．05g／L,φ（DXL）=0．5mL／L。     

醋酸杆菌AS1.41产乙酸发酵条件的优化

应用正交试验设计法研究了醋酸杆菌AS1.41产乙酸的发酵条件并对其进行了优化,同时应用极差分析法确定了醋酸杆菌AS1.41产乙酸的最优发酵条件。结果表明,菌的种龄为24 h,接菌量为20%,底物米曲汁的体积分数为10%,底物的酒精体积分数为5%,在此条件下乙酸最终浓度达到35.26 g/L。     

醋酸杆菌AS1.41产乙酸发酵条件的优化

应用正交试验设计法研究了醋酸杆菌AS1.41产乙酸的发酵条件并对其进行了优化,同时应用极差分析法确定了醋酸杆菌AS1.41产乙酸的最优发酵条件。结果表明,菌的种龄为24 h,接菌量为20%,底物米曲汁的体积分数为10%,底物的酒精体积分数为5%,在此条件下乙酸最终浓度达到35.26 g/L。     

高效发酵混合糖产乙醇树干毕赤酵母的选育

使用紫外诱变和梯级驯化法进行了菌种选育实验研究,获得一株优良菌株L-1.通过4因素3水平正交实验优化了发酵条件.菌株L-1发酵混合糖(葡萄糖和木糖)经过65.0 h,28.0℃,144 rpm,140 m L/500 m L瓶装量的发酵,乙醇浓度达到7.97%(v/v),发酵乙醇能力比出发菌株提高了884%,残余葡萄糖和木糖为0.70%,发酵乙醇效率为理论值的88.1%.     

广谱碳源产油酵母菌的筛选及培养基优化

以葡萄糖、木糖和阿拉伯糖及三者混合糖为碳源,对8株酵母菌的菌体油脂积累能力进行初步测定,并对PR61菌株产油条件进行优化.实验发现：当以D-葡萄糖为唯一碳源时,所有菌株油脂含量都超过20%（质量分数,以下同）;利用D-木糖发酵时,有6株菌株油脂含量超过了20%;利用L-阿拉伯糖发酵时,各菌株油脂含量均较葡萄糖和木糖低;上述菌株利用混合糖（m（D-葡萄糖）∶m（D-木糖）∶m（L-阿拉伯糖）=40∶20∶8）发酵时,有5株菌株油脂含量超过30%,且部分菌株利用混合糖的能力超过了葡萄糖.研究表明：菌株PR61利用各种碳源时的生物量和油脂产量均较高.采用U10（108）均匀设计对其产油条件进行优化,结果如下（g/L）：碳源（m（D-葡萄糖）∶m（D-木糖）=2∶1）质量浓度130,硫酸氨质量浓度2,酵母粉质量浓度1,七水硫酸镁质量浓度0.1,磷酸二氢钾质量浓度2,碳氮比131.在上述条件下菌株PR61的油脂产量可达4.336 g/L.     

一株产酯酵母的鉴定及发酵性能研究

从食品样品中分离到一株产酯酵母菌株5-1Y,进行形态观察、26S r DNA D1/D2区域序列比对分析,鉴定其为酵母属(Saccharomyces)的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae).对其进行糖发酵试验、凝聚性试验和发酵力试验,结果表明:该菌株能利用葡萄糖、蔗糖和果糖,不能利用乳糖、麦芽糖和D-木糖;该菌株凝聚性弱,发酵速度快;用12°Brix的麦芽汁培养基于28℃对该菌进行10 d的培养后,测得其表观发酵度为48.33%,真正发酵度为56.67%,发酵率为32.34%.同时,试验还进一步考察了初始p H、温度、培养基的酒精度等对不同条件下培养了3 d的该酵母的生长和产酯量的影响.     

甘薯中可溶性糖的HPLC法测定及其在加工中的变化研究

用80％乙醇溶液提取甘薯中的可溶性糖,并用高效液相色谱(HPLC)测定其组成.结果显示:生甘薯中的可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖;经过烘烤、蒸、微波处理、煮、高压蒸煮处理的甘薯中主要含有麦芽糖、蔗糖、葡萄糖和果糖.所有加工方法都能使淀粉大量转化为还原糖,但在此过程中非还原糖含量变化不大.     

一株分离自潮间带污泥细菌Clostridium sp. T7产氢特性分析

产氢菌株Clostridium sp. T7分离自天津海水浴场潮间带的污泥.研究起始pH、碳源、氮源、NaCl质量分数对菌株T7产氢性质的影响.结果表明：菌株T7最适产氢的起始pH是6.0,能够利用蔗糖、葡萄糖和果糖等碳源发酵产氢.菌株T7能够利用牛肉膏和酵母粉为单一氮源产氢,不能利用蛋白胨为氮源进行产氢.NaCl质量分数能影响菌株T7的产氢量,海水培养条件（NaCl质量分数为3%）下,最高产氢量是每摩尔葡萄糖（1.48,±0.05）mol,相比之下,淡水培养条件下其产氢量提高20%.NaCl质量分数在0.4%～7%时,菌株T7都能够产氢,这表明菌株T7有望应用于淡水或高盐有机废水产氢领域.     

微流控芯片的制备及其对糖类物质的检测

利用软光刻技术,在聚二甲基硅氧烷（PDMS）上制备了微流通道,通过光刻-湿法刻蚀和磁控溅射镀膜技术制备出了集成有金属膜电极的玻璃基片,将二者经过等离子体处理,进行键合后获得了集成有电化学检测器的PDMS-玻璃微流控芯片. 以市售蜂蜜为待测物质,研究了该芯片对蜂蜜中糖类物质的分离检测性能. 结果表明:在分离电压为850 V,电解液为50 mmol/L氢氧化钠条件下,使用该PDMS玻璃微流控芯片成功地在3 min内实现了对葡萄糖、蔗糖和果糖的有效分离和检测.     

丙酮／丁醇间歇萃取发酵

为了防止丙酮/丁醇发酵过程中代谢产物丁醇对丙酮/丁醇梭状芽孢杆菌(Closlridium acetobutylicum)的抑制作用,进行了萃取和发酵相结合过程的研究。从十三种有机化合物对丙酮/丁醇梭状芽孢杆菌的毒性以及它们的物理性能出发,选出了油醇和混合醇(油醇和硬脂醇的混合物)作为丙酮/丁醇萃取发酵的萃取剂。和用正交试验考察了以油醇作萃取剂时,发酵温度、初始葡萄糖浓度和油水比等三因素对游离细胞、固定化细胞的无搅拌间歇萃取发酵的影响。根据正交试验结果,研究了发酵温度41/35℃、油水比1∶2和不同初始葡萄糖浓度时的间歇搅拌萃取发酵。当初始葡萄糖浓度为110(g/1)时,发酵结束水相丁醇浓度5.12(g/1)、折合水相丁醇浓度16.27(g/1)、折合水相总溶剂浓度33.63(g/1),发酵过程的葡萄糖利用率98.0％。总浓剂产率0.312。研究结果表明:萃取发酵可以减轻产物丁醇对丙酮/丁醇梭状芽孢杆菌的抑制、提高初始葡萄糖浓度、减少生产过程的废水量,为降低产物分离的能耗和总溶剂的生产成本打下了基础。     

SPR检测器在流动分析系统的应用

为实现通用性强、样品消耗小、成本低新型检测器的开发,设计一种应用于流动分析体系的表面等离子共振（SPR）检测器.以3种糖的标准溶液为样品,开展检测器性能指标测试,得到相对标准偏差（RSD）值在1.3%以下,D 木糖、蔗糖、葡萄糖的检测下限分别为92、123、132 ng,在最低检测限至10 000 mg/L的检测范围内,线性拟合相关系数大于0.999.将SPR检测器作为液相色谱系统的检测器,测得分离后标准样品RSD值在2.3%以下,蔗糖和半乳糖的检测下限分别为6、9 μg.结果表明,SPR检测器对于紫外检测或荧光检测不敏感,或者需要通过衍生化才可进行测量的成分,具有优势.     

SO4 2-／ZrO2--La2O3催化合成十二烷基糖苷的研究

以葡萄糖和月桂醇为原料,采用SO4 2-／ZrO2-La2O3复合固体超强酸一步法催化合成十二烷基糖苷,考察了原料配比（醇／糖比）、催化剂用量（催／糖比）、葡萄糖加入方式和反应温度等因素对糖苷产率的影响。结果表明,当醇／糖摩尔比为6,催／糖质量比为0．03,葡萄糖采用分批加入,反应温度为100℃时,SO4 2-／ZrO2--La2O3的催化性能最佳,烷基糖苷的收率高达158％。     

仿生挖掘机斗齿减阻试验

为了减小挖掘机斗齿的楔土阻力,提取了蝼蛄前足爪趾的构型,在JL80型斗齿的基础上进行了仿生斗齿设计。采用快速成型加工技术加工了仿生斗齿与JL80型斗齿试样。利用试验机对两种试样进行了楔土试验,测定了楔入阻力与楔入深度的关系。运用有限元分析软件对仿生斗齿和JL80斗齿的楔入过程进行了数值模拟。结果表明,在同样条件下仿生斗齿的楔入阻力较JL80型斗齿低11%。本文设计的仿生斗齿可以为挖掘机斗齿的优化设计提供参考。     

不同类型的外加碳源对污泥堆肥过程氮素损失的影响

以城市污泥为研究对象,采用葡萄糖、蔗糖、秸秆粉及其混合物作为外加碳源,研究了不同类型的外加碳源对堆肥系统一次发酵周期内氨气挥发的影响.探讨了碳源的降解效率与堆肥系统氮素损失的作用关系.结果表明,与对照试验氨气挥发总量相比（3.05 g/kg·ds）,单独添加葡萄糖（2.46 g/kg·ds）与蔗糖（2.17 g/kg·ds）均能控制氨气的挥发,但单独使用秸秆粉没有显著效果（3.1 g/kg·ds）.蔗糖与秸秆粉混合添加对高温期氨气挥发的控制效果最好（1.92 g/kg·ds）,堆肥系统中总氮损失由对照试验53.1％减少至27.7％;堆肥过程中氨气挥发与碳源的降解具有显著负相关性（R=-0.94,p＜0.005）,秸秆粉与葡萄糖、蔗糖混合添加增强了微生物对有机碳的降解能力,促进无机氮的固定作用,减少了氮素的损失.     

Effects of carbon sources on electrochemical performance of Li_4Ti_5O_(12)/C composite anode materials

Li4Ti5O12/C composite materials were synthesized by two-step solid state reaction method with glucose,sucrose,and starch as carbon sources,respectively.The effects of carbon sources on the structure,morphology,and electrochemical performance of Li4Ti5O12/C composite materials were investigated by SEM,XRD and electrochemical tests.The results indicate that carbon sources have almost no effect on the structure of Li4Ti5O12/C composite materials.The initial discharge capacities of the Li4Ti5O12/C composite materials are slightly lower than those of as-synthesized Li4Ti5O12.However,Li4Ti5O12/C composite materials show better electrochemical rate performance than the as-synthesized Li4Ti5O12.The capacity retention(79%) of the Li4Ti5O12/C composite materials with starch as carbon source,is higher than that of Li4Ti5O12/C composite materials with glucose and sucrose as carbon source at current rate of 2.0C.