外部因素对酒精酵母GJ2008果糖与葡萄糖酒精发酵的影响

在高体积分数乙醇胁迫下,考察糖比例、微通氧和温度等外部因素对果糖与葡萄糖利用及其差异性的影响,旨在为高浓度甘蔗汁发酵生产酒精提供参考和依据。用YPDF培养基模拟甘蔗汁,调节乙醇体积分数为11.2%,初始酵母数为1.40×108个/m L进行酒精发酵,测定发酵过程中果糖与葡萄糖质量分数,并采用曲线下面积法对果糖与葡萄糖代谢曲线进行分析。在高体积分数乙醇胁迫条件下,葡萄糖质量分数占初总糖质量分数40%及以上时,果糖代谢会严重地受到葡萄糖的代谢阻遏;微通氧可有效地缩小发酵后期果糖/葡萄糖利用差异性,提高乙醇产率61.70%;较低温度明显有利于发酵后期酵母数的维持;相比外源乙醇,糖的代谢更易受到内源乙醇的影响。酒精酵母GJ2008对葡萄糖有一定偏好性,然而此种偏好性不会受到外部因素的影响。对高体积分数甘蔗汁酒精发酵而言,发酵后期需保证微通氧和较低温环境,并应尽可能减少发酵后期葡萄糖的含量,从而去除葡萄糖对果糖的代谢调控作用。     

外源乙醇对果糖与葡萄糖酒精发酵的影响

研究了不同体积分数外源乙醇对酵母GJ2008利用等量果糖与葡萄糖混合发酵过程的影响,旨在为高浓度甘蔗汁酒精发酵提供参考和依据。用YPDF培养基模拟甘蔗汁,并调节乙醇体积分数为0%、6%、9%和12%,以初始酵母数为1.12×108个/mL进行酒精发酵,高效液相色谱法测定发酵过程中果糖与葡萄糖含量,并采用曲线下面积法对果糖与葡萄糖代谢曲线进行分析。在外源乙醇体积分数为0%~9%时,酵母GJ2008可以快速利用果糖和葡萄糖进行酒精发酵,但对葡萄糖有着明显的偏好;在外源乙醇体积分数为12%时,果糖和葡萄糖消耗缓慢,生物量得不到有效增加。等质量浓度果糖与葡萄糖混合发酵表明:外源乙醇对果糖代谢的影响明显大于对葡萄糖代谢的影响,外源乙醇体积分数达6%以上时,糖转化乙醇的产量减少了19%~27%。     

糖浓度对酒精酵母GJ2008果糖与葡萄糖利用差异性的影响

在不同糖浓度条件下,以YPDF培养基模拟甘蔗汁进行酒精发酵,测定过程中各参数的变化,并对果糖与葡萄糖消耗过程进行曲线拟合,以拟合方程计算出果糖与葡萄糖代谢一半和代谢完全所需时间.结果表明,糖浓度为90gL～270g/L,酵母GJ2008始终会偏用葡萄糖,果糖利用一直受到葡萄糖的竞争性抑制.糖浓度为90g/L时,细胞生长受糖浓度抑制程度最小,但乙醇产率较低;糖浓度为230g/L,发酵液中葡萄糖含量较低时,果糖受葡萄糖的竞争性抑制得到了解除,果糖的利用急剧加快;糖浓度为250g/L和270g/L,发酵液中葡萄糖含量较低时,果糖受葡萄糖的竞争性抑制得到了解除,但果糖的利用并没有加快,表现为后期酵母数维持值较低.糖浓度对果糖代谢的影响要大于对葡萄糖代谢的影响,较低糖浓度有利于后期果糖与葡萄糖利用差异性的缩小.     

不同时间添加氮源对酵母GJ2008果糖与葡萄糖利用的影响

甘蔗汁被完全酸水解后,添加等量果糖与葡萄糖调整总糖浓度为220g/L,对此水解液进行酒精发酵,并在发酵过程的不同时间点添加氮源。采用高效液相色谱法测定发酵过程中果糖和葡萄糖含量,通过曲线下面积法对果糖与葡萄糖代谢曲线进行分析。结果表明:酵母GJ2008始终会优先利用葡萄糖,果糖的利用滞后;在12 h前添加氮源可有效地缩小果糖与葡萄糖利用的差异性。     

甘蔗汁风味醋乙醇发酵阶段混合菌种发酵工艺的研究

为了增加甘蔗汁风味醋的香气,在甘蔗汁酿醋的乙醇发酵阶段采用异常汉逊酵母和酿酒酵母进行混合菌种发酵,研究了发酵工艺条件.通过单因素试验和正交试验,确定了最佳工艺条件为:初糖浓度为180 g/L,混合菌种的时间是异常汉逊酵母发酵36 h,发酵0～36 h控制28℃,发酵36 h以后控制30℃.在此条件下,发酵液中总酯含量和乙醇转化率分别为6.6 g/L和30.2%,发酵液香气和乙醇转化率均达到较高要求.     

氮源对酿酒酵母GJ2008不同糖浓度甘蔗汁酒精分批发酵的影响

研究了不同糖浓度下氮源对酿酒酵母GJ2008甘蔗汁酒精发酵的影响,旨在为高浓度甘蔗汁酒精发酵提供研究基础。将2 g/L尿素加入150 g/L、200 g/L、250 g/L、300 g/L和350 g/L总糖质量浓度甘蔗汁培养基中,以对应糖浓度未添加氮源组为对照组,通过分析细胞生长、糖代谢和乙醇生成来探究氮源如何影响甘蔗汁酒精发酵。结果表明：与未添加氮源相比,氮源加快了发酵速度,发酵周期最高缩短为18 h,糖消耗速率和乙醇生成速率最大分别提高了55%和96%;使酒精发酵更彻底,总糖含量最高减少了40.42 g/L;增加了目的产物,乙醇含量最高提升了28.4%。说明氮源有效地促进了甘蔗汁酒精发酵,加强了酵母的无氧呼吸途径。     

温度对四川泡菜中菌系及其代谢产物分布的影响

以市售圆白菜为原料,按照传统四川泡菜制作工艺,并分别控制在18、28、37℃下恒温发酵,监测发酵过程中卤水的pH、微生物(乳酸菌、酵母菌、大肠杆菌)、糖(蔗糖、葡萄糖、果糖)、有机酸(乳酸和乙酸)、乙醇含量的变化。结果表明:温度对传统四川泡菜发酵过程中的菌系结构和代谢有显著影响。温度越高,乳酸菌繁殖代谢越快,卤水pH值下降也越快;低温发酵泡菜中酵母菌和大肠杆菌存活时间最长,发酵周期也最长;28℃恒温发酵时大肠杆菌消亡最快,发酵结束时果糖和乙醇含量最低;37℃恒温发酵能较好地抑制大肠杆菌,对果糖和葡萄糖利用率最高,乳酸产量最高,发酵周期最短;温度对泡菜发酵中蔗糖利用率无显著影响。     

乙醇生产酵母菌的选育

巴西燃料乙醇取得巨大成功,原油价格的不断攀升,以及糖价的下跌,以甘蔗为原料的燃料乙醇已经向世人展现出良好的市场潜力.但目前我国国内还尚未见到甘蔗汁乙醇的研究,作为一项储备技术,对甘蔗汁乙醇技术的研究具有十分重要的意义.本文对商业化和实验室筛选的多株酵母发酵甘蔗汁能力进行了研究.结果表明:sy酵母生长速度较快,gw2酵母产酒率较高,gw2酵母死亡率较低.综上,sy酵母和gw2酵母更适合于甘蔗汁发酵酒精的生产.     

固定化酵母发酵产酒精载体选择的研究

以海藻酸钙和甘蔗块为载体固定酵母细胞,进行蔗汁和废糖蜜酒精发酵。结果表明,以甘蔗汁为发酵培养基时甘蔗块固定化酵母发酵液中平均残糖锤度(20℃)比海藻酸钙包埋酵母发酵低0.36,酒精平均体积分数比海藻酸钙包埋酵母发酵高0.20%;以废糖蜜为发酵培养基时甘蔗块固定化酵母发酵液中平均残糖锤度(20℃)比海藻酸钙包埋酵母发酵低0.43,酒精平均体积分数比海藻酸钙包埋酵母发酵高0.23%,显示出甘蔗块固定化法酵母发酵优于海藻酸钙包埋法固定化酵母。此外,甘蔗汁培养基与废糖蜜培养基对总体发酵效果的影响非常接近,但综合考虑甘蔗汁与废糖蜜的成本,废糖蜜是工业发酵生产乙醇用培养基的更优选择。     

高酵母接种量的抑菌特性及其在蔗汁生产乙醇中的应用

研究了高酵母菌接种量的抑菌特性及对蔗汁乙醇发酵过程的影响。混合杂菌与酵母以不同浓度配比接入蔗汁发酵培养基中发酵,当增加酵母接种量达到5×10~7个/mL时,醪液中乙醇浓度没有明显降低。利用鲜甘蔗汁直接发酵时,接种量为5×10~7个/mL,乙醇产量达10.54%(20℃,v/v),与使用经高温灭菌的甘蔗汁作培养基,酵母接种量为2×10~7个/mL时相当,但发酵速度明显快于后者。其发酵上清液中未检出抑菌成分,说明提高酵母的接种量可以有效抑菌,其原因可能是酵母的生长处于竞争优势,抑制了杂菌的生长代谢。该研究为蔗汁发酵生产燃料乙醇,降低染菌风险提供了有效的尝试。     

甘蔗果酒酿造酵母筛选及其发酵特性研究

菌种的性能是决定果酒品质的关键因素之一。利用甘蔗汁为培养基,对4种酵母菌株分别进行摇瓶发酵,通过酒精和残糖测定,筛选到一株适合甘蔗蔗汁发酵生产甘蔗果酒的酵母菌株32481。发酵特性实验表明,根据生长曲线确定酵母种子液接种龄为19h;菌株32481最高耐受乙醇含量为18%vol、耐受糖浓度为36°Bx,最佳发酵初始糖度为26°Bx;最适发酵条件为温度28℃、pH 4.5。在此发酵条件下所得甘蔗果酒的酒精度为13.4%vol,糖利用率为60.38%,出酒率为40.66%,发酵效率为79.58%。     

发酵木糖酵母菌株的选育

本文介绍了发酵木糖产酒精酵母菌种的筛选方法并利用该方法筛选出一株性能优良的发酵木糖产酒精酵母菌株Z8。该菌株性能测试结果为 :发酵木糖产乙醇能力相当于理论产量的 60 .0 % ;发酵葡萄糖浓度为 8%的发酵液 ,乙醇转化率为0 .3 88g/g;最低乙醇抑制浓度 14% (v/v) ;在温度高达 42℃的条件下仍能正常生长。并初步鉴定该菌株为奥默毕赤氏酵母(Pichiaahmeri)。     

真空回收法消除发酵后期酒精对酵母抑制作用的研究

针对目前生淀粉浓醪发酵中后期酒精对酵母的抑制,本研究分析酵母耐酒精能力,提出真空回收乙醇的方法来消除这种抑制。结果表明,真空条件为0.09 MPa,45℃下,作用时间20 min～30 min,可使发酵液中酒精体积分数降至2.0%以下,在正常发酵进行至36 h时对发酵液真空回收酒精,再补充无菌水继续发酵,能使发酵后期发酵强度增加10%左右,残总糖将至7.9%,发酵时间由96 h缩短至72 h。     

发酵木糖酵母菌株的选育

本文介绍了发酵木糖产酒精酵母菌种的筛选方法并利用该方法筛选出一株性能优良的发酵木糖产酒精酵母菌株Zs。该菌株性能测试结果为：发酵木糖产乙醇能力相当于理论产量的60．0％；发酵葡萄糖浓度为8％的发酵液，乙醇转化率为0.388g/g；最低乙醇抑制浓度14％（v/v)；在温度高达42℃的条件下仍能正常生长。并初步鉴定该菌株为奥默毕赤氏酵母（Pichia ahmeri)。     

亚硫酸氢钠对酵母GJ2008高质量浓度蔗糖乙醇发酵的影响

探索不同质量浓度亚硫酸氢钠对酵母GJ2008高质量浓度蔗糖乙醇发酵的影响,旨在为甘蔗糖蜜高质量浓度乙醇发酵提供研究基础。用YPS培养基替代甘蔗糖蜜,调节亚硫酸氢钠质量浓度为0.00、0.16、0.49、1.14、1.63 g/L,以初始酵母数为5.15×107个/mL进行乙醇发酵,采用曲线下面积等方法对发酵过程进行分析。结果表明：亚硫酸氢钠抑制了酵母的活性,使总糖消耗速率变慢和乙醇产率降低;亚硫酸氢钠质量浓度越高,影响越大。当亚硫酸氢钠质量浓度为1.63 g/L时,与对照组相比最大总糖消耗速率降低了53.49%,发酵周期延长了37.50%,乙醇产率下降了33.86%。与果糖代谢相比葡萄糖代谢更易受到亚硫酸氢钠的抑制,且抑制程度随亚硫酸氢钠质量浓度的增大而增强。     

TTC在发酵木糖高产乙醇的休哈塔假丝酵母选育中的应用

TTC可以作为筛选发酵葡萄糖产酒精能力强的酵母茵的显色剂,但发酵木糖产乙醇的酵母茵的代谢和发酵途径与之相比都有所不同,本实验用TTC作为初筛显色剂筛选发酵木糖产酒精能力较强的休哈塔假丝酵母.紫外诱变后从TTC平板上挑取显红色菌株150株进行摇瓶发酵测定乙醇产量,得到的正突变率为29%,负突变率为10%;挑取显白色菌株100株,得到的正突变率为0,负突变率为56%.将紫外诱变后产量已经有所提高的突变株S28进行氮离子注入诱变,从TTC平板上挑取显红色菌株100株进行摇瓶发酵测定乙醇产量,得到的正突变率为20.05%,负突变率为10.14%,其中的部分突变株的产量相比S28又有所提高.可见TTC能将乙醇产量较低的菌株淘汰,筛选出乙醇产量高的休哈塔假丝酵母菌.     

玉米秸秆水解液生产燃料酒精的研究

通过对稀硫酸预处理玉米秸秆水解液发酵生产燃料酒精各因素进行分析，初步确定了利用奥默毕赤氏酵母的最适发酵条件：发酵温度为36℃，时间为60h，通风量为0．081／min,初始还原糖浓度为74．0g／1。在最适发酵条件下，乙醇产率为0．327g／g。在73．96g／1的水解液中添加20g／1葡萄糖会导致酵母发酵过程出现“二次生长”现象。     

固定化酵母利用甘蔗汁发酵酒精工艺条件的研究

本文以甘蔗汁为酒精发酵的原料,酿酒酵母Y01为实验菌株,采用固定化技术制备固定化酵母,研究了不同因素对固定化酵母发酵生产酒精的影响。实验结果表明:厌氧发酵时间、发酵液初始糖度、发酵温度、发酵液pH值、固定化酵母保存时间、重复利用次数、不同的补料及补料方式对固定化酿酒酵母Y01的酒精产率都有一定程度的影响。获得固定化酿酒酵母Y01适宜的酒精发酵条件为:酒精发酵初始糖度为28°Bx,发酵液p H值为4.5-5.0,接入13%的固定化酵母细胞,32℃厌氧发酵48h。固定化酵母Y01最适重复利用次数为2次,最适保存时间为1周。在补料分批发酵中,采用一次补料方式,补充蔗糖、硫酸镁、维生素B1可促进固定化酿酒酵母Y01的高浓度酒精发酵,提高产酒率,而氯化钙的补入则无显著益处。     

高浓度蔗糖乙醇分批发酵动力学研究

以蔗糖为底物,按实验室酒精发酵工艺条件,接种酿酒酵母GJ2008于5 L发酵罐中发酵,每隔3 h取样分析酵母细胞数、乙醇浓度、总糖消耗情况,基于Logistic方程和Luedeking-Piret-like方程,利用Origin 9.5软件对发酵过程中酵母生长、乙醇生成、总糖消耗曲线进行动力学模拟,各自模型R~2分别为0.9929,0.9940,0.9975,绝大部分试验值和拟合值相对误差低于10%,表明模型能较好地反映和预测高浓度蔗糖乙醇分批发酵动态变化过程。     

白酒固态发酵中解除产物乙醇抑制作用的初步研究

在固态乙醇发酵中,产物乙醇浓度和发酵温度的升高影响酵母茵的发酵性能,为解除产物乙醇对酵母茵的抑制作用,本实验利用酵母茵在固态发酵中产生的另一重要产物二氧化碳作为循环栽体,将乙醇从发酵基质中抽离出来,通过冷凝器的分离,二氧化碳再重新利用,这样既解除了乙醇对酵母发酵的抑制作用,又将发酵培养基的温度稳定在酵母发酵适宜的温度,从而提高了发酵效率.