菊芋原料同步糖化发酵生产丁二酸

对菊芋原料发酵生产丁二酸进行了研究,用 Actinobacillus succinogenes 和 Aspergillus niger 同步糖化发酵,发现同步糖化发酵效果优于糖化后再发酵,在同步糖化发酵过程中还原糖质量浓度始终保持在10～40 g/L,可以避免高浓度的还原糖对 A.succinogenes 的抑制.5 L搅拌罐中同步糖化补料分批发酵96 h产丁二酸98.2 g/L,对消耗糖产率95.4%,生产强度1.02 g/(L·h) .     

玉米秸秆糖醇发酵产丁二酸及表征

以玉米秸秆糖醇液为原料,考察产琥珀酸放线杆菌（Actinobacillus succinogenes）X-1对不同单一碳源的同化能力,并验证产琥珀酸放线杆菌可同化利用玉米秸秆糖醇液。利用Box-Behnken中心组合设计试验,通过响应面分析法优化发酵工艺参数为：玉米秸秆糖醇液初始还原糖质量浓度42.81 g/L、酵母膏质量浓度12.53 g/L、缓冲剂MgCO3质量浓度15.90 g/L,经5 L发酵规模实验,发酵周期48 h,丁二酸产率为85.1%,还原糖利用率为85.4%。经红外光谱和核磁共振表征其发酵产物为生物基丁二酸。     

稀酸预处理玉米秸秆的糖化和同步发酵

利用木质纤维原料生产生物乙醇作为石油的代替能源是近年来各个国家力求攻关的课题之一。在本实验中,我们选取了两个稀酸预处理条件：①170℃,30min,1：8,酸浓度1．875％;②170℃,60min,1：20,酸浓度0．75％,对玉米秸秆进行预处理,并对预处理后的固体物料进行了糖化和同步糖化发酵试验。结果表明,在糖化实验中,1号预处理条件得到的玉米秸秆其纤维素转化率为89．85％,2号预处理条件得到的玉米秸秆其纤维素转化率为81．13％。在同步同化发酵实验中,这两个预处理条件得到的玉米秸秆其最终的乙醇得率为理论值的78％和97％。说明了糖化和同步糖化发酵为两个不同的工艺阶段,其中同步糖化发酵工艺受环境的影响更多些。     

水稻秸秆同步糖化发酵生产燃料乙醇的研究

研究了培养基起始pH、发酵时间、发酵温度、酵母接种量和吐温80对水稻秸秆同步糖化发酵产乙醇的影响。结果表明,酵母接种量能有效地提高发酵液中乙醇的产率。水稻秸秆同步糖化发酵生产燃料乙醇的适宜发酵工艺条件为：起始pH值为4．0～4．5,培养温度为32℃,接种量为12％,发酵时间12-24h。在此条件下,生成乙醇的浓度为1．4mg／mL,水稻秸秆原料的乙醇转化率达7．02％。     

小麦秸秆同步糖化发酵制取燃料乙醇

利用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BY4742对小麦秸秆同步糖化发酵(simultaneously saccharification and fermentation,SSF)生产燃料乙醇的条件进行了研究,系统考察和研究了温度、固体含量、纤维素酶投加量、酵母菌浓度对SSF过程中乙醇浓度和产率的影响,并对以上参数做了初步优化,以提高最终乙醇浓度和产率。结果表明,小麦秸秆同步糖化发酵乙醇的最优条件为:温度38℃,固体含量16.0%(m/V),纤维素酶投加量35FPU/g底物,酵母菌浓度8 g/L。在此条件下,NaOH预处理后的小麦经过120 h同步糖化发酵,乙醇浓度达到最大值,为38.32 g/L,产率达理论产率的71.71%,木糖浓度为12.94 g/L。     

碱性过氧化氢预处理后汽爆玉米秸秆半同步糖化发酵生产乙醇

为了实现纤维素乙醇生产的"三高"(高浓度、高转化率和高发酵效率)指标,以复合预处理处理后的玉米秸秆为基质,探究其半同步糖化发酵工艺过程。通过对其高底物浓度预酶解过程特性考察,确定其最佳预酶解工艺为:在加酶量30 FPU/g干基质和50℃下,以15.6%(w/v)为起始基质浓度,在酶解12 h时补加相当于20%(w/v)初始基质浓度的干物料后继续酶解24 h。在最佳预酶解工艺基础上,探究了培养基成分和培养条件对乙醇发酵的影响,确定了发酵过程工艺:酵母提取物16 g/L、接种龄20 h、接种量0.6 g干菌体/L、发酵温度39℃和PEG4000 0.01 g/g干基质。在最佳的半同糖化发酵工艺下,发酵24 h后,乙醇产量达73.75 g/L,发酵效率为3.07 g/(L·h),转化率为61%。结果表明通过补料半同步糖化发酵过程可以实现高浓度和高发酵效率双重目标,这有利于推进纤维素乙醇生产的工业化发展。     

堆积糖化对玉米秸秆同步糖化固态发酵生产乙醇的影响

该文以玉米秸秆为原料,经蒸汽爆破预处理后接入Trichoderma reesei Rut C-40培养纤维素酶曲,将纤维素酶曲与汽爆秸秆混合堆积糖化后,接入酵母菌进行同步糖化固态发酵生产乙醇,通过Box-Behnken设计实验得到最适酶解工艺条件:酶曲/汽爆秸秆为1.2,温度46℃,pH值4.4,堆积糖化48h后酶解率可达到32.50%。将酶解糖化48h后的底物接入酵母菌,发酵96h后乙醇产率可达0.15g/g底物,较直接同步糖化发酵乙醇产率提高了9.3%。     

秸秆两步发酵法制备丁二酸研究

目的：以秸秆为原料进行生物转化制备有机酸。方法：在秸秆汽爆法预处理的基础上,以绿色木霉为菌种进行秸秆降解发酵,对降解单糖接种放线杆菌进行二次发酵制备丁二酸。结果：第一步绿色木霉发酵时,通气量0.3L/L·min,30℃发酵36h,后将发酵扩增8倍进行55℃酶解24h,五、六碳糖累积浓度达到49.4g/L。第二步产丁二酸放线杆菌发酵时,控制温度37℃、罐内CO2 压力0.11MPa、转速250r/min,发酵40h,最终产丁二酸累积浓度为67g/L。结论：秸秆制备丁二酸的两步发酵法工艺具有工业推广价值。     

麦秆碱预处理和同步糖化发酵工艺优化研究

通过响应面法和正交实验分别优化了麦秆的碱预处理工艺条件和同步糖化发酵工艺条件。首先以麦秆为底物通过Box-behnken设计研究了预处理温度、NaOH质量分数、预处理时间和底物质量浓度对总还原糖含量的影响;然后通过正交实验对碱预处理麦秆的同步糖化发酵工艺进行优化。结果表明:最佳碱预处理工艺条件为预处理温度137.64℃、NaOH质量分数6.72%、预处理时间41.93 min和底物质量浓度9.23 g/L,此时总还原糖含量最高,为496.00 mg/g,为未预处理底物的5.12倍,说明碱预处理可以较好地提高麦秆的糖化率;最佳同步糖化发酵工艺条件为发酵温度39℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.2 g/L和发酵时间2 d,此时乙醇含量最高,为22.84g/L。     

玉米皮渣类纤维兼氧发酵产丁二酸

采用酶酸两步法水解玉米皮渣,重点考察了稀HCl水解条件变化对还原糖产率的影响,并以产琥珀酸放线杆菌为发酵菌株,探讨以玉米皮渣类纤维为原料替代葡萄糖为碳源,兼氧发酵产丁二酸的可行性。结果表明:在HCl浓度1.5%,底物浓度为12%,100℃水解4h的水解工艺下,还原糖产率达83%。在还原糖质量浓度40g/L,玉米浆为氮源,35℃发酵60h的条件下,丁二酸产率达到19.41g/L。应用玉米加工副产物玉米皮渣和玉米浆为原料发酵产丁二酸具有良好的应用前景。     

底物添加策略对纤维素乙醇同步糖化发酵的影响

利用玉米秸秆气爆预处理后的产物进行同步糖化发酵,研究了不同的底物添加策略对同步糖化发酵的影响。结果表明,通过分批添加底物,能提高木糖利用率,乙醇产量接近理论转化率(包括木糖)的50%;仅利用固形物进行同步糖化发酵,通过改变固形物浓度能有效提高乙醇终浓度,最大可达到49.9 g/L,转化率最高可达82.7%。采用不同的底物添加能有效改善同步糖化发酵过程中对木糖的利用率、乙醇终浓度以及乙醇转化率。     

稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的研究

研究了稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的工艺条件,通过正交试验及优化调整得到稀酸水解玉米皮的优化工艺条件:水解温度110℃、加酸量1%、粒径20～40目、反应时间90min,总糖收率90.37%,总糖浓度85g/L。其糖液经活性炭脱色,脱色率达92.27%,脱色的总糖损失率低于5%,糠醛含量仅为0.236g/L。经厌氧发酵实验初步验证,玉米皮水解液可替代葡萄糖作为丁二酸发酵的碳源。     

发酵丁二酸提取液的脱色工艺研究

研究了不同原料发酵丁二酸提取液的脱色条件。确定了理想的脱色材料—TX—328P粉末状活性炭,得出单一活性炭脱色的优化条件:操作温度为75℃,pH 2～3,脱色时间30 min,对玉米糖浆发酵提取液.活性炭用量为0.8%,其脱色率达92%,丁二酸的损失率为3.2%;对甘蔗糖蜜发酵提取液,活性炭用量为2.5%,脱色率达97%,丁二酸的损失率为6.2%。采用AB-8型大孔吸附树脂吸附和TX～328P活性炭相结合的两步脱色方法,对甘蔗糖蜜发酵提取液的脱色率达98.2%,两步脱色总丁二酸损失率为6.0%,活性炭用量减少到0.1%,树脂可反复使用。     

采用离子排斥色谱法分析发酵液中的琥珀酸等代谢产物

采用离子排斥液相色谱法对琥珀酸及发酵液中常见的代谢产物进行了分析。以高交联度磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物多孔微球作为固定相的Aminex HPX-87H离子色谱柱为分析柱,利用示差折光检测器对9种有机酸(琥珀酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸、丙酮酸、乳酸、乙酸、甲酸和丙酸)、葡萄糖及乙醇进行了较成功的分离,并应用于琥珀酸放线杆菌发酵液的产品分析。通过色谱条件优化,选定了55℃柱温和10 mmol/LH2SO4作为流动相。发酵液样品中有机酸、葡萄糖和乙醇的平均回收率在96.0%-104.8%,精密度偏差在0.4%-3.5%范围内。     

Actinobacillus succinogenes NJ113利用豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸

考察了不同廉价氮源对A.succinogenes NJ113发酵产酸的影响,结果显示豆饼粉效果较佳。考察A.succi-nogenes NJ113以豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸对菌体生长和产酸的影响。结果表明,A.succinogenes NJ113能够利用豆饼粉作氮源发酵制备丁二酸。单独以豆饼粉为氮源时菌体最多能消耗50 g/L初糖。在3 L发酵罐上进行分别以15.53 g/L豆饼粉和10 g/L酵母粉为氮源对A.succinogenes NJ113进行发酵,其中以豆饼粉为氮源时丁二酸产量为35.20 g/L,收率为70.40%,与酵母粉发酵效果相当,副产物甲酸、乙酸浓度分别由9.49 g/L和6.27 g/L降至4.44 g/L和1.14 g/L,乳酸浓度由0.44 g/L增加至2.91 g/L,发酵时间由20 h延长至48 h。以葡萄糖为碳源时,豆饼粉最多能替代6 g/L酵母粉进行发酵,并且最多能消耗100 g/L初糖,丁二酸产量达71.30 g/L。     

温和碱法预处理甘蔗渣分步糖化乙醇发酵的研究

甘蔗渣是制糖工业的主要废弃物,因其来源广泛,纤维素含量高而成为一种重要的可再生生物资源。本文在对甘蔗渣成分分析的基础上,研究了温和碱法预处理甘蔗渣分步糖化乙醇发酵工艺。甘蔗渣经温和碱法预处理后采用分步糖化发酵来生产乙醇,正交设计试验表明影响甘蔗渣酶解的显著因素为酶添加量,并得到最优酶解条件:酶添加量为25 FPU/g甘蔗渣,温度为50℃,初始pH为4.9。在优化条件下,预处理甘蔗渣的酶解效率可达到74.26%。在甘蔗渣水解液中补加一定营养物后,适合酵母的生长和乙醇的发酵,发酵96 h时,乙醇产量达到39.79 g/L,发酵效率为82.70%,乙醇得率为0.48 g/g。本研究证实了温和碱法预处理甘蔗渣水解液发酵生产乙醇的可行性,为甘蔗渣预处理及用作乙醇发酵原料奠定了坚实的基础。