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。     

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。     

糠醛渣的预处理、酶解优化及同步糖化发酵

以碱性过氧化氢（AHP）预处理的糠醛渣为原料进行酶解,有效地提高糖转化率。结果表明,在10%底物浓度下,24 h葡萄糖的 转化率达到了96.46%,比未预处理组提高了37.44%。 通过Mixture设计,确定了酶解的最优加酶量,即纤维素酶96%、半纤维素酶2%、 果胶酶2%。 对AHP预处理过的糠醛渣进行水洗能有效去除酶活抑制物,较未水洗组,24 h葡萄糖转化率提升了18.23%。 通过正交试验 优化糠醛渣同步糖化发酵（SSF）生成乙醇的条件为：反应温度38 ℃,pH 4.6,加酶量30 mg酶蛋白/g葡聚糖,酵母接种量10%。 在此最佳 条件下,糠醛渣同步糖化发酵96 h生成乙醇为理论转化率的88.64%。     

高浓玉米秸秆碱法预处理及半同步糖化发酵生产乙醇的工艺研究

为实现玉米秸秆高效转化可发酵糖,提升玉米秸秆生产纤维素乙醇竞争力,对碱过氧化氢法预处理后高浓玉米秸秆半同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺进行了研究。建立底物浓度与酶解糖得率关系模型,以确定适宜的底物浓度。向预处理后的玉米秸秆中添加吐温20,考察其酶解过程特性,确定吐温20最适添加量。结果表明,酶解最适条件为:底物质量浓度200 g/L,吐温20添加量8%(ω)。在该条件基础上,对酵母种龄、吐温20对酵母发酵影响、半同步糖化发酵预酶解时间、半同步糖化发酵的时间、发酵温度进行了研究,确定了半同步糖化发酵的工艺条件为:种龄16 h,吐温20添加量5%(ω),预酶解时间9 h,半同步糖化发酵时间7 d,温度34℃。在最佳条件下,发酵7 d后,乙醇浓度达到23. 64 g/L,乙醇转化率达到76. 54%,较对照组(不添加吐温20)转化率提升3. 41%。该工艺条件下能实现高浓玉米秸秆高效转化可发酵糖及乙醇的目的。     

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。     

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%。     

微波辅助稀酸预处理玉米芯同步糖化发酵制备乙醇

采用微波辅助稀酸预处理玉米芯以除去半纤维素和果胶等杂质,并降低纤维素的结晶度,然后经同步糖化发酵制备燃料乙醇,建立了制备乙醇的最佳工艺条件。利用热带假丝酵母种子液接种,发酵底物浓度20 g/100 m L,纤维素酶添加量质量分数为2%(相对于干物料),接种量体积分数为10%,150 r/min,33℃振荡培养48 h,终点乙醇产量达到30.98 g/L。采用分批补料方式,底物浓度提高到30 g/100 m L,其他条件不变培养60 h,终点乙醇产量达到41.23g/L。     

酸性亚硫酸盐预处理桉木的分步和同步糖化发酵

本文以酸性亚硫酸盐预处理的桉木为原料,比较了不同固体浓度条件下进行分步(SHF)和同步(SSF)糖化发酵的水解与发酵产物得率。结果表明,SHF适合于固体浓度较低(2%和6%,w/w)的操作条件,当纤维素酶用量为20 FPU/g纤维素,酵母浓度为1g/L时,水解率可分别达到99.8%和94.8%,乙醇得率为94%和89%。SSF比SHF更适合于高浓的操作条件,当底物浓度为24%时,最高乙醇浓度可达56.7 g/L,是SHF得到乙醇浓度的1.7倍。     

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。     

马铃薯渣生料同步糖化发酵生产乙醇工艺研究

采用生料同步糖化发酵法,将马铃薯提取淀粉后的废渣进行发酵制备乙醇,对各影响因素进行了探讨,获得了最佳发酵工艺条件.结果显示:适宜发酵条件为水料比3.5∶1.0、初始pH4.5、酵母接种量0.4％、发酵温度32℃、糖化酶添加量160U/g,α-淀粉酶添加量10U/g、纤维素酶添加量10U/g、原料粒度0.40mm.     

木薯半连续同步糖化发酵乙醇

研究了用木薯为原料,半连续同步糖化发酵生产乙醇的工艺。工艺条件为:原料粉碎粒度:Φ1.5mm,料水比:1∶2.3,α-淀粉酶、糖化酶的添加量分别为9U/g木薯粉,120U/g木薯粉,95℃下蒸煮90min～110min,60℃下前糖化35min～40min。前期发酵温度28℃,中后期发酵温度32℃,总发酵时间69h。在此条件下酒精度达到13.5%vol,半连续发酵17d,为进一步研究以木薯为原料生产乙醇工业化提供了依据。     

马铃薯渣同步糖化发酵生产酒精工艺研究

以马铃薯渣为原料,采用同步糖化发酵技术生产酒精。考察料液比、α-淀粉酶用量、糖化酶用量、纤维素酶用量、酵母添加量、pH值、发酵温度、发酵时间等因素对发酵的影响,确定生产工艺。结果表明,料液比1∶5,α-淀粉酶用量15U/g,糖化酶用量200U/g,纤维素酶用量12U/g,酵母用量0.8%,pH值为4,发酵温度为32℃,发酵时间72h为最佳工艺。     

红薯茎叶保健醋饮料的研究与开发

将小麦粉/红薯茎叶粉混合,加水调浆,经α-淀粉酶液化,曲霉糖化,酵母菌、醋酸菌发酵后,获得红薯茎叶保健醋饮料最适工艺条件:调浆加水量为4倍红薯茎叶、小麦粉/红薯茎叶粉为1∶5,α-淀粉酶添加量为18U/g,糖化剂的最佳添加量为黑曲霉15%、米曲霉10%,酿酒酵母的用量为0.4%,pH 3.5,发酵5d,然后再接种12%的醋酸菌,转速180r/min,温度32℃,起始酒精度为7.0%vol,发酵时间5d的条件下,得到风味独特、柔和的红薯茎叶保健醋饮料。     

低度红枣米酒的研制

以红枣、大米为原料，通过根霉、酵母的糖化发酵酿制低度红枣米洒进行了研究，结果表明：产品调配最佳配方为：红枣汁4％，柠檬酸0．20％，白砂糖6％，加入0．15％的果胶稳定剂，酿制的产品无分层，无沉淀，稳定性好。产品营养丰富、酒味鲜美。     

发酵性黑米红枣饮料工艺研制

将黑米经糖化、发酵后的汁液与红枣汁按一定比例混合，通过正交试验找出原料最佳配比，并对该饮料稳定性状作了研究，研制出一种以黑米和红枣为主要原料的营养丰富、均衡、风味浓郁的发酵性饮料。     

酿造水中的锌离子对啤酒酿造的影响

啤酒中的锌离子来源于麦芽、大米、酿造用水、酒花。实验表明在啤酒酿造过程中,锌离子可激活酶的活性、提高酶的催化作用,促进糖化、发酵;提高麦汁中糖、氨基酸的含量;促进双乙酰的还原,降低双乙酰的含量;激活乙醇脱氢酶,降低乙醛,提高酵母活力,降低酵母死亡率;提高发酵度,缩短发酵时间。     

纤维素酶在酒精发酵中的应用

探讨纤维素酶在酒精发酵中的应用。实验室结果表明：在糖化时加入纤维素酶,添加量为每克原料11u,作用pH为4.0～6.0,发酵温度为30～34℃,淀粉出酒率可提高1.2%,发酵周期可提前6h。