基于响应面法的玉米水稻混合原料发酵工艺优化研究

以玉米粉和糙米粉为原料混合发酵生产燃料乙醇。在Plackett-Burman实验的基础上,选取玉米粉比例、淀粉酶加量、糖化酶加量及尿素加量为影响因素,以淀粉出酒率为响应值,采用Box-Behnken中心组合试验设计建立数学模型,进行响应面分析。结果表明,玉米粉比例38%,淀粉酶加量0.31 kg/t粮,糖化酶加量1.02 kg/t粮,尿素加量1.36 kg/t粮时,可获得最高的混合原料发酵淀粉出酒率,淀粉出酒率为55.55%。     

响应面法优化小麦淀粉生料酒精发酵工艺条件

在单因素试验的基础上,采用响应面法优化小麦淀粉生料酒精发酵工艺。单因素试验确定淀粉浓度为22%,糖化酶加量为330u/g淀粉,发酵温度为35℃,接种量为4.0%。响应面法优化最佳条件为：淀粉浓度21.91%,糖化酶加量322.36U/g淀粉,发酵温度34.52℃,酵母接种量4.45%,理论酒精度为12.73%vol,验证试验后得到酒精度为12.6%vol。糖化酶加量和发酵温度、糖化酶加量与接种量、淀粉浓度与发酵温度的交互作用具有显著性。     

大米酒精发酵工艺的研究

通过大米发酵工艺的研究,在现有木薯燃料乙醇工艺基础上,实现燃料乙醇原料多元化,以应对市场原料价格波动,为解决国内陈化水稻库存积压提供思路。通过实验得出,大米发酵酒精最佳条件为:粉浆浓度为26%、淀粉酶添加量为0.1kg/t大米、糖化酶添加量为1.15 kg/t大米。     

大米酒精发酵工艺的研究

通过大米发酵工艺的研究,在现有木薯燃料乙醇工艺基础上,实现燃料乙醇原料多元化,以应对市场原料价格波动,为解决国内陈化水稻库存积压提供思路。通过实验得出,大米发酵酒精最佳条件为:粉浆浓度为26%、淀粉酶添加量为0.1kg/t大米、糖化酶添加量为1.15 kg/t大米。     

提高麦汁得率及降低啤酒耗粮生产工艺的研究

目的研究不同原料粉碎操作技术、糊化条件及糖化工艺等因素对麦汁收得率和啤酒耗粮比率的影响。方法采用正交试验比较了4种酶制剂对双醪加酶糖化工艺的优化效果,确定了最佳的糖化工艺:改进原料粉碎细化操作提高粉碎度;耐高温α-淀粉酶添加量增加至8000u/kg;采用外加酶双醪糖化新工艺技术,各种酶制剂添加量分别为:高转化率糖化酶3×105u/kg淀粉,大麦β-淀粉酶4.2×105u/kg淀粉,耐温β-葡聚糖酶400u/kg麦芽,细菌中性蛋白酶3×106u/t酒。结果调整后的糖化工艺麦汁收得率平均增加5.5%,啤酒耗粮比率降低10kg/kl。结论用此生产工艺生产啤酒,达到国内的较高生产水平。     

用于微生物油脂发酵的木薯淀粉水解工艺的优化

为了提高木薯淀粉的发酵产脂能力,采用正交实验和均匀设计法对木薯淀粉酶法水解工艺进行了优化,结果表明α-淀粉酶量、糖化酶量和液化温度对木薯淀粉水解有显著影响。当淀粉酶量为756 U/g,糖化酶量为602 U/g,液化温度为92°C,其水解DE值达到97.3%。以该水解液进行皮状丝胞酵母B3(T.cutaneum B3)油脂发酵时,其生物量和油脂产量分别为16.38 g/L和7.22 g/L,比葡萄糖作为碳源的生物量和油脂产量高46.25%和41.12%,利用木薯淀粉水解液作为新型发酵碳源生产微生物油脂是一种理想的途径。     

板栗酒糖化工艺的研究

对板栗酒的糖化工艺进行了研究及中试。结果表明:(1)适宜的糖化工艺流程为:浆液pH调整至6.0→添加α-淀粉酶、氯化钙→76℃保温→90℃保温→100℃保温→降温至55℃,浆液pH调至5.0→添加果胶酶、糖化酶→55℃保温至果胶全部分解→63℃保温至糖化醪中可发酵性糖含量不再增加。(2)麦芽代替α-淀粉酶和糖化酶进行糖化,添加量不宜超过25%。(3)采用糖化工艺,浆液的糖化率和原料利用率分别可达到82%和76%。1t板栗、240kg砂糖可酿制出2.27t酒精度10%～12%(v/v)的板栗干酒,糖化醪可发酵性糖含量不低于70g/L。     

应用普鲁兰酶提高黄酒残糟出酒率的研究

通过对普鲁兰酶加糖化酶、淀粉酶加糖化酶和只加糖化酶3种工艺的研究和试验比较,根据醪液中还原糖和总糖变化及发酵情况等,得出：采用普鲁兰酶和糖化酶工艺对黄酒残糟的利用效果明显,操作简单,特别适用于类似像黄酒残糟含大量支链淀粉的原料,若配以纤维素酶使用,更能提高出酒率,提高综合经济效益,实现清洁生产。     

利用Mintab软件优化燃料乙醇生产发酵条件

研究以31.0%干物液化醪为原料,开展对糖化酶加量、尿素、酸性蛋白酶、pH值对发酵酒精度的影响。结果显示,糖化酶1.2 kg/t醪、尿素4.0 kg/t醪、酸性蛋白酶0.30 kg/t醪、pH4.5,发酵效果最优,酒精度可达15.82%vol。     

酶法红薯多孔淀粉的制备

多孔淀粉是一种新型酶变性淀粉,采用α-淀粉酶和糖化酶复合酶解法制备红薯多孔淀粉,对其工艺条件进行研究,当α-淀粉酶∶糖化酶为1∶7(体积比),反应温度45℃,反应时间28 h,pH5.6,加酶浓度0.5%,淀粉浆浓度65%时,可得到吸油率较高的多孔淀粉。     

小麦发酵产酒精及酒糟蛋白饲料工艺的研究

以小麦为原料进行酒精发酵研究,采用单因素试验探究了小麦粉浆固形物含量、液化时间、糖化酶添加量、酸性蛋白酶添加量对发酵效果的影响。结果表明,小麦粉浆固形物含量为28%,87～89 ℃液化1 h,糖化酶添加量1.1 kg/t原料,且酸性蛋白酶添加量0.03 kg/t粉时其发酵效果较好,最终发酵酒精度达（13.54±0.10）%vol,副产品小麦酒糟蛋白饲料粗蛋白含量达（38.58±2.00）%。     

镇江香醋糖化工艺的研究

为了提高镇江香醋的生产效率,对镇江香醋糖化工艺中的蒸煮时间、耐高温α-淀粉酶和糖化酶添加量的单因素试验和三因素三水平正交试验进行了研究。实验结果表明:糖化工艺中蒸煮时间为6s、糖化酶添加量为100U/g糯米和耐高温α-淀粉酶添加量为20U/g糯米最佳,在此条件下进行了3批发酵实验验证,酒醅的酒精度达到12%,得到了理想的结果。     

无酵母生淀粉酒精发酵的研究

利用根霉—3(Rhizopus—3)麸曲进行无酵母生淀粉酒精发酵研究。以生玉米淀粉为原料,无酵母酒精发酵醪液酒度8.5％(v/v,20℃),淀粉利用率84.87％。研究了该工艺过程中的一些条件。发现发酵终产物乙醇对生淀粉糖化酶的活性有抑制作用。生淀粉的糖化是该过程的限速步骤。15gRhizopus—3鲜曲的酒化力与10ml酒母相当。发酵时添加一定量的α-淀粉酶、纤维素酶或果胶酶有协同作用,可提高淀粉利用率。同时探讨了无酵母生淀粉酒精发酵的机制,认为选育具有高活性生淀粉糖化酶和酒化酶等复合酶系的菌种是关键问题。     

超期储存小麦与水稻混合发酵生产燃料乙醇的研究

为优化超期储存小麦和水稻混合发酵生产燃料乙醇的辅料,以发利耐高温酒用干酵母为发酵菌株,采用同步糖化发酵法,研究了小麦添加比例、淀粉酶种类、降黏酶种类及添加方式对于混合发酵的影响。通过测定液化和发酵醪液的相关指标,优化出适合小麦混合发酵的辅料。结果显示,当干物质含量为30%,超期储存小麦添加比例30%,液化阶段使用超强复配淀粉酶（0.26 kg/t粮）,同步糖化发酵阶段使用糖化酶（0.68 kg/t粮）、酸性蛋白酶（0.035 kg/t粮）,在32 ℃下发酵72 h酒精度可达12.37%vol;在拌料阶段添加蔚蓝木聚糖酶（0.3 kg/t粮）,可使蒸馏残液滤速由4.8 mL/min提高至7.8 mL/min,清液干物由8.2%降低至5.7%,可有效减轻后期污水处理压力。     

小麦B淀粉的糖化工艺

以谷朊粉生产过程中的副产物B淀粉为原料,通过测定反应液DE值得变化,分析糖化时间、糖化酶添加量、普鲁兰酶添加量以及糖化酶和普鲁兰酶协同作用对糖化过程的影响规律,找出最佳糖化工艺,为B淀粉的进一步发酵利用奠定基础。结果显示:反应时间为120 min,糖化酶和普鲁兰酶协同作用添加量为25 U/g(以B淀粉干基计),DE值达到93.8%。     

木薯渣中淀粉和纤维素酶解糖化规律的研究

木薯渣经α-淀粉酶、糖化酶和纤维素酶单独酶水解时,其最佳酶用量分别为:2500U/g淀粉、2000U/g淀粉和120U/g纤维素。当木薯渣用α-淀粉酶与糖化酶用量一定时,底物浓度(5%、10%、15%)的增加,最佳酶水解时间(葡萄糖浓度最高时所需要的水解时间)会延长,且糖化酶所需的最佳酶水解时间明显长于淀粉酶。当纤维素酶在酶用量为120U/g纤维素,底物浓度为5%时,来自木薯渣中纤维素全部转化为葡萄糖。α-淀粉酶与糖化酶对木薯渣酶解具有协同作用,可提高最终糖浓度。当α-淀粉酶的酶用量为2500U/g淀粉,糖化酶的用量为3000U/g淀粉时,木薯渣浓度为5%和15%时,酶水解产生的最终葡萄糖浓度为28.98g/L和62.04g/L,其水解效率(相对于原料中淀粉)分别为100%和78.7%。     

红小豆粉液化及糖化条件研究

以红小豆为试验材料,采用单因素试验研究红小豆粉的液化糖化规律,优化液化糖化条件.结果表明,α-淀粉酶加量、糖化酶加量、液化温度、糖化温度以及pH值对红小豆液化、糖化的还原糖含量有显著影响.α-淀粉酶加量0.035％、60℃、pH值5时液化30min,还原糖含量为35.63mg,/mL.糖化酶加量0.9％、60℃、pH值4时糖化20h,还原糖含量显著提高,达到87.10mg/mL.糖化残渣电镜扫描观察结果表明红小豆淀粉己基本水解完全,为后续的发酵奠定了基础.     

玉米与陈化水稻共发酵生产燃料乙醇的研究

以玉米和陈化水稻为复合原料进行燃料乙醇共发酵研究。试验数据显示,当干物质浓度为25%,陈化水稻添加比例为40%,淀粉酶加量为50U/g的情况下,摇瓶发酵酒份可达13.12%(v/v);50L发酵罐放大试验的淀粉出酒率可达52.11%。     

苦荞酒液态发酵工艺条件的优化

以重庆酉阳生产的苦荞为原料,应用液态发酵技术,通过单因素和正交试验对苦荞酒的酿造工艺条件进行优化,从而确定苦荞酒的最佳工艺参数。结果表明：苦荞酒最佳液化工艺条件为α-淀粉酶添加量0.15%、pH 6.5、温度60 ℃、液化时间2.5 h;最佳糖化工艺条件为糖化酶添加量1.5%、pH 5.0、温度60 ℃、糖化时间3 h;最佳发酵工艺条件为酵母菌添加量0.1%、发酵温度28 ℃、pH 4.5。在此条件下发酵72 h即可得到酒度为9°左右的苦荞酒。     

酶制剂废液促进木薯酒精生产的发酵工艺

为实现木薯酒精发酵中原材料利用的降本增效,该研究将木薯作为原料进行酒精发酵条件实验,确定液化温度为95.0℃时,液化时间为70.0 min;糖化温度为60.0℃时,糖化时间为40.0 min;在上述条件下木薯淀粉最高产酒率为54.01%,淀粉的利用率达89.25%。在此基础上,研究了酶制剂废液(包括糖化酶废液、淀粉酶废液)应用于木薯酒精生产。结果表明,添加糖化酶废液后,每吨酒精可以节省淀粉酶1320 mL,糖化酶316.8 mL,同时可免去尿素、硫酸镁等营养盐的添加,出酒率提高至54.64%。因此,采用酶制剂废液可大大减少木薯酒精生产中新鲜糖化酶和淀粉酶的用量,降低了营养盐的添加,同时原料出酒率也得到了有效提高。本研究不仅为酶制剂工业生产中酶制剂废弃资源的有效利用提供了新途径,也为木薯酒精发酵工业发展提供了新的理论支持。