Solid State Ethanol Fermentation of Apple Pomace as Affected by Moisture and Bioreactor Mixing Speed

Solid state ethanol fermentation was conducted on apple pomace in a 40 L capacity horizontal batch reactor at 30°C using apple pomace moisture contents of 77 and 85% wb, mixing speeds of 2, 20 and 40 rpm and Saccharomyces cerevisiae ATCC 24702. A higher mean maximum ethanol concentration of 19.26% db was obtained at 85% wb moisture, whereas a mean ethanol of 18.10% db was produced at 77% wb pomace moisture. Mean ethanol concentrations during fermentation of 10.79 and 10.27% db, at bioreactor mixing speeds of 2 and 20 rpm, respectively, were significantly higher than the corresponding value of 9.30% db obtained at 40 rpm mixing speed. Maximum ethanol concentrations were attained earlier at 2 and 20 rpm than at 40 rpm. A linear regression model for fermentation efficiency was fitted as a function of initial glucose and moisture.     

苹果渣液态发酵生产乙醇工艺及产物香气成分分析

为开发苹果果渣资源的潜在价值,提高苹果的综合利用水平,本实验以苹果渣为原料,通过单因素试验和正交试验,优化苹果渣液态发酵工艺,并利用气相-质谱联用技术对苹果渣乙醇的香气成分进行分析鉴定。得到的最佳发酵工艺条件为酵母种类丹宝利酿酒高活性干酵母、酵母接种量0.05%、偏重亚硫酸钾添加量100mgkg、发酵温度27C、发酵初始pH3.8,经常压蒸馏可得到3.66°(V/V)的苹果渣乙醇;分析鉴定苹果渣乙醇共得68种挥发性物质,包括酯类40种、醇类11种、烃类7种、酮类5种、羧酸类2种、芳香类2种和醚类1种,相对含量分别占总挥发性物质的70.65%、15.87%、1 1.06%、0.53%、1.71%、0.13%和0.06%。酯类、醇类和烃类化合物为苹果渣乙醇的主要挥发性成分,相对含量占总挥发物质的97%以上。     

苹果渣皮固态发酵的研究

以苹果渣皮为原料，筛选到能在固态培养基中旺盛生长的丝孢酵母菌，研究了固态发酵的较佳条件：以苹果渣为主原料，丝孢酵母的适宜生长ｐＨ为６．０～６．５，最适生长温度为３５℃，以尿素作氮源较好，培养基含水量在５０％左右。在上述条件下，丝孢酵母ＳＴ８５１生长１２ｈ培养基ｐＨ稍有下降，２４ｈ降至６。菌体在２４ｈ内生长迅速。在此期间，可溶性糖的消耗速率与菌体蛋白的合成成正比；可溶性糖耗尽以后，半纤维素酶开始产生。一般发酵周期为２４～３６ｈ，产品收率为８７％。     

农用废弃物固态发酵生产衣康酸工艺研究

以土曲霉AS32811为发酵菌种,农用废弃物麸皮7.5g,玉米芯6.0g为出发培养基,在自然pH值条件下采用单因素试验研究碳源、氮源、无机盐对衣康酸产酸效果的影响。结果显示,该菌可以利用实验所选择的碳源生产衣康酸,葡萄糖为碳源时得率最高;氮源实验结果表明,NH4NO3是最适的产酸氮源。在单因素试验的基础上进行了五因素四水平的正交试验以优化产酸工艺。衣康酸生产的优化条件为:250mL三角瓶中加入玉米芯7.5g、麸皮6.0g、葡萄糖4g、营养液25mL(NH4NO3,4g/L;KH2PO4,0.1g/L;MgSO4,6g/L;C6H12O6,4g;ZnSO4.7H2O,0.015g/L),接种量为1mL(1×107孢子/mL)、温度36℃、湿度为65%条件下自然发酵72h,衣康酸产率可达63.5%。以土曲霉AS32811为发酵菌种,农用废弃物麸皮7.5g,玉米芯6.0g为出发培养基,在自然pH值条件下采用单因素试验研究碳源、氮源、无机盐对衣康酸产酸效果的影响。结果显示,该菌可以利用实验所选择的碳源生产衣康酸,葡萄糖为碳源时得率最高;氮源实验结果表明,NH4NO3是最适的产酸氮源。在单因素试验的基础上进行了五因素四水平的正交试验以优化产酸工艺。衣康酸生产的优化条件为:250mL三角瓶中加入玉米芯7.5g、麸皮6.0g、葡萄糖4g、营养液25mL(NH4NO3,4g/L;KH2PO4,0.1g/L;MgSO4,6g/L;C6H12O6,4g;ZnSO4.7H2O,0.015g/L),接种量为1mL(1×107孢子/mL)、温度36℃、湿度为65%条件下自然发酵72h,衣康酸产率可达63.5%。     

玉米固态发酵生产红曲发酵条件的研究

本文以廉价农产品玉米为原料,以色价为指标,对玉米发酵生产红曲的工艺条件进行了研究。采用单因素和正交试验确定了紫红曲霉CICC 3.438固态发酵生产红曲的工艺条件为接菌量9%,发酵温度30℃,培养时间11 d,在此条件下红色价为2 776.35 U/g。玉米固态发酵生产红曲发酵条件的研究和确定,可为玉米固态发酵生产红曲提供技术支持。     

苹果渣固态发酵产纳豆激酶的工艺优化

在单因素试验基础上,确定尿素添加量、培养基加水量、氧化钙添加量为影响酶产率的重要因素,应用响应面分析法对固态发酵苹果渣产纳豆激酶的工艺条件进行优化。优化得到最佳工艺条件为：尿素添加量2.58%、培养基加水量84.06mL、氧化钙添加量2.65%。采用最优化条件进行实验,结果表明：纳豆激酶产率可达到2150IU/g,比单因素试验的最高酶产率(1680IU/g)提高了27.98%。以廉价的工农业废料作为基本培养基获得了有较高酶活的产品,经济优势明显。     

发酵对苹果渣多糖流变性的影响

以苹果渣多糖(apple pomace polysaccharide,APP)、酒渣多糖(cider apple pomace polysaccharide,CAPP)、醋渣多糖(cider vinegar apple pomace polysaccharide,CVAPP)为研究对象。通过APP、CAPP、CVAPP质量分数、温度、放置时间对表观黏度、剪切应力的影响对比,研究发酵对APP流变特性的影响。结果表明:APP、CAPP、CVAPP皆为假塑性流体,存在剪切变稀现象;CAPP、CVAPP表现出黏度明显降低、质量分数依赖性减弱、温度抗逆性增强以及存在一定的时间抗逆性;APP、CAPP、CVAPP放置3 d对流变特性影响较小;CAPP、CVAPP在一定程度上表现出优于APP的加工特性。     

苹果鲜渣保藏及其发酵分析

以秦冠苹果渣为原料,采用稀释平板法和HPLC分别对发酵苹果渣的微生物及有机酸组成进行了分析,并对不同发酵方式进行了比较。结果表明,发酵苹果渣中主要微生物是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌。苹果渣发酵产物中的有机酸主要是醋酸和乳酸,分别占有机酸总量的45.840%和44.746%,发酵苹果渣中尚未发现有害菌。发酵果渣的蛋白质含量较未发酵果渣有较大的提高;采用不同方式发酵的果渣,其蛋白质含量有较大差异,其中以露地薄膜法发酵的蛋白质含量为最高,且氨基酸组成较为合理,优于小麦蛋白。     

发酵法制备苹果渣膳食纤维的工艺研究

以干苹果渣为原料 ,采用保加利亚乳酸杆菌和嗜热链球菌混合菌种进行发酵 ,对接种量、发酵时间、发酵温度等各因素对膳食纤维产量及其特性的影响进行了研究。结果表明 ,随着膳食纤维产量的下降 ,其持水力和溶胀性趋于增加 ,最终确定的工艺条件为 :接种量 6 % ,发酵时间2 0h ,发酵温度 4 0℃     

Simultaneous Solid Phase Fermentation and Saccharification of Cassava Fibrous Residue for Production of Ethanol

A total of 16.5% reducing sugars in the saccharified pulp of cassava fibrous residue are achieved with the use of 30% slurry. The yield of ethanol was highest and the amount of residual reducing sugars was lowest with the use of 2.5% acid. The increase in dose of glucoamylase leads to improved yields of ethanol without any lowering in the residual reducing sugars. The ethanol yield and productivity were better and the residual reducing sugars were lower in solid phase fermentation as compared to the fermentation of liquid hydrolysate obtained by hydraulic pressing of the saccharified pulp. The slightly lower yield of ethanol in large batch static fermentation probably due to poor mass transfer and limited contact of yeast cells as well as enzyme with their substrates could be effectively overcome by employing appropriate strategies.     

激光选育混合菌发酵苹果渣生产饲料蛋白

利用自制的半导体激光辐射器对果酒酵母(Cider utilis)、康宁木霉(Trichoderma reesi)两菌种进行辐射诱变,选育出适合苹果渣生产饲料蛋白的更优突变株.并在此基础上研究协同发酵的单因素影响关系,获得了固态发酵的适宜工艺条件发酵的接种比4∶1、接种量10%、发酵温度30～40 ℃、自然pH值、尿素与无机盐分两次添加、不灭菌.经84 h发酵,其结果产物中的粗蛋白含量由16.28%提高到28.43%,真蛋白含量由10.02%提高到26.59%,而粗纤维则由16.68%降低到10.84%.     

激光选育混合菌发酵苹果渣生产饲料蛋白

利用自制的半导体激光辐射器对果酒酵母（Cider utilis)、康宁木霉（Trichoderma reesi)两菌种进行辐射诱变，选育出适合苹果渣生产饲料蛋白的更优突变株。并在此基础上研究协同发酵的单因素影响关系，获得了固态发酵的适宜工艺条件：发酵的接种比4：1、接种量10％、发酵温度30－40℃、自然pH值、尿素与无机盐分两次添加、不灭菌。经84h发酵，其结果产物中的粗蛋白含量由16.28%提高到28.43%，真蛋白含量由10.02%提高到26.59%，而粗纤维则由16．68％降低到10．84％。     

芭蕉芋原料酒精固态发酵工艺条件的初探

以芭蕉芋为原料，采用我们最新设计的半固态浆状发酵（Semi-Solid State Pulp Fermentation,SSPF)新工艺，对原料预处理、加水比、调浆、糖化、酒母培养等工艺条件进行优化研究。实验表明：芭蕉芋原料在加水比1：3.0的条件下进行拌料（水温60℃），调浆20min，糖化，调节浆料pH值4.0，添加酒母于28－30℃浆状发酵72h，酒精浓度达8.7%(v/v)，淀粉利用率为74.13%。     

甜高粱茎秆及其籽粒固态发酵酒精的研究

以含糖量为11 g/100 g的甜高粱秸秆为原料,采用固态发酵生产乙醇.工艺条件为:秸秆采用揉搓切碎机切至1～2 cm,籽粒粉碎至60目,0.1 MPa灭菌30min,接种10%的酵母种子,28℃静置培养48 h.发酵醅酒精含量为5 g/100 g以上,平均酒精得率87.9%.添加20%籽粒淀粉发酵,发酵后酒精含量达9 g/100 g以上,平均酒精得率89.5%.(孙悟)     

甜高粱茎秆固态发酵生产酒精

研究了水分和营养盐对甜高粱茎秆固态法酒精发酵的影响和固态发酵联产混菌蛋白饲料工艺的可行性.结果表明,以Y-PEG0701为发酵菌株,最适含水量为65%,营养盐的最适添加量分别为(NH4)2SO4 0.3%、KH2PO4 0.15%、MgSO4·7H2O 0.06%.在最适条件下,酒精浓度为7.4%,酒精产率为0.206g/g,转化率为95%.黑曲霉和白地霉混合酒糟残渣发酵后,蛋白饲料的粗蛋白和氨基酸含量均得到了显著的提高.     

纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠产抗氧化肽工艺优化

为提高小米糠蛋白资源的利用率,为小米糠的深加工提供参考,采用纳豆芽孢杆菌对小米糠进行固态发酵以获得小米糠抗氧化肽。在单因素试验的基础上以小米糠发酵后水提液的总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)为指标,使用Plackett-Burman试验对发酵条件进行筛选,然后使用响应面法对发酵条件进行优化,并测定优化后小米糠水提液的多肽含量和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力。结果显示最适发酵条件为:小米糠平均粒径0.22 mm(60~80目)、菌液接种量0.4 mL(约108 CFU/mL)、初始pH 6.7、发酵时间26 h、发酵温度35℃。此条件下小米糠固态发酵后提取液的T-AOC实际值为(344.51±8.02)U/g小米糠,多肽提取量为(68.37±0.92)mg/g小米糠,清除DPPH自由基IC50为0.12 mg/mL。该研究表明,小米糠固态发酵条件经过优化后能够获得具有较高抗氧化能力的生物活性肽。     

超声波辅助提取苹果渣多酚工艺

研究了超声波辅助提取苹果渣中多酚的工艺,利用二次回归正交旋转组合设计考察了乙醇体积分数、料液质量体积比、提取温度、提取时间对苹果渣中多酚物质提取率的影响;试验结果表明,各因子对提取率的影响大小依次是提取温度＞料液质量体积比＞提取时间＞乙醇体积分数;最佳提取工艺条件是:乙醇体积分数50%、料液比1 g:20 mL、提取温度60℃、提取时间24min;此条件下苹果多酚的提取率为3.80 mg/g.     

Penicilium expansum PED-03固态发酵产脂肪酶及酶学性质研究

利用Penicilium expansum PED03固态发酵产脂肪酶,选用麸皮为碳源、豆粕为氮源,m(麸皮)/m(豆粕)比为1∶4,适宜含水量为50%(V/W),在24℃下发酵4d,脂肪酶活力可达1596U/g。该酶的最适温度为35℃,在50℃以下较为稳定;最适pH值为9.5,在pH6.0～10.0范围内有明显的催化活性;适宜浓度的Na+、Ca+2、Mg+2对酶反应有促进作用,而Cu2+、Fe2+和Mn2+等对酶反应有不同程度的抑制作用。利用P.expansumPED03脂肪酶在非水相中对外消旋烯丙醇酮(4羟基3甲基2(2烯丙基)2环戊烯1酮,allethrolone)进行酶法拆分,35℃反应36h时转化率(C)可达理论值的96%,产物的对映体过量值(eep)可达99%,显示了良好的应用潜力。     

三七渣固态发酵生产蛋白饲料的动力学

对白腐菌(Phanerochaete Chrysosporium 5.776)/产朊假丝酵母(Candida utilis 2.281)固态发酵三七渣生产蛋白饲料的过程进行了研究,并建立了菌体生长和淀粉降解动力学模型。结果表明,以发酵培养物干基减重率作为表达菌体浓度的间接参数,菌体生长动力学适合采用对数模型进行描述,发酵培养物最大干基减重率Xm=49.68%,比生长速率常数μ=0.042 90 h-1。菌体生长速率在发酵84.8 h后达到最大值。淀粉的降解动力学适合采用指数模型进行描述,发酵过程中淀粉含量降低了26%,降解速率常数为0.015 9 h-1,淀粉的降解速率随着发酵时间的延长而逐渐变小。