膜生物反应器封闭循环发酵系统对野生酵母的驯化

自然界中选育的野生酵母菌S3在PDMS膜生物反应器长期封闭循环系统中进行驯化,在经过3轮连续的封闭循环发酵适应性驯化实验后,对第四轮实验和第一轮实验的酵母发酵性能进行比较,分析野生酵母的适应性进化行为,乙醇-细胞平均比产率、葡萄糖转化率分别提高42.6%、2.1%,细胞平均死亡率减少11.04%;与商用的安琪酵母（ADY）相比,发酵性能也更优秀。结果表明在膜生物反应器封闭循环发酵系统中可以使野生酵母菌得到驯化。      

野生酵母菌在膜生物反应器中的适应性培养与发酵动力学研究

进行了野生酵母菌在硅橡胶膜生物反应器长期封闭循环连续发酵环境中的多轮发酵-优势菌株筛选-转移培养的适应性进化实验,研究了菌株的发酵性能变化和发酵动力学.发酵实验共进行了5轮,每轮发酵持续时间500h,且采用前一轮发酵残液中筛选出的优势菌株作为发酵菌种.第4轮、第5轮发酵实验在乙醇产率、乙醇生成比速率、细胞比生长率等发酵性能上较第一轮有显著提高.多轮适应性培养有效增强了酵母细胞对乙醇的耐受力以及缩短了发酵适应期.     

补充营养物对硅橡胶膜生物反应器长期封闭循环发酵性能的影响

通过向发酵液中补充营养物质,研究了补充营养物对膜生物反应器长期封闭循环发酵行为的影响;实验得到的细胞浓度为7.10 g/L,细胞存活率为0.90,发酵液内的平均乙醇浓度为68.6 g/L,乙醇产率为1.85 g/(L·h),乙醇得率为0.411 g/g,乙醇比产率为0.286 g/(g·h),与不补充营养物质的实验相比,发酵性能有所提高;实验发现补充营养物质,没有提高细胞浓度和细胞存活率,而是增强了细胞的生命活性,提高了细胞产乙醇的能力。     

固定化酵母笼架生物反应器发酵啤酒的研究

笼架生物反应器放在主发酵池中,用于分批式生产啤酒。反应器由4级组成,每级反应器约填加12kg固定化酵母凝胶球。啤酒主发酵时间从传统工艺的七天缩短为一天半。啤酒发酵周期缩短50％以上,固定化酵母成品啤酒质量达到传统啤酒水平。固定化酵母在生物反应器内的实际使用寿命为二个月。     

用硅橡胶膜生物反应器系统选育高性能酿酒酵母

应用硅橡胶膜生物反应器的发酵-渗透汽化耦合功能,进行长期封闭循环发酵,使酵母在这种特定环境下完成适应性自然进化,从而获得优势的突变株。以工业安琪酵母ADY为原始菌株,进行每一轮500h的封闭循环发酵,在发酵终点取菌悬液做平板筛菌,分离出遗传约200代的相对强势的新菌株,再转移新菌株进行同样的发酵和终点筛选实验。如此的发酵-筛选-转移实验共进行了3轮。试验结果表明:ADY遗传超过600代的菌株S33,在500h封闭循环发酵残液配制的培养基条件下,表现出了明显的环境适应性遗传优势,其细胞生长速率、产物乙醇的比生成速率和糖转化率都相对原种菌ADY分别提高了约71.8%、53.6%和52.7%。     

固定化酵母-膜生物反应器连续发酵生产乙醇的研究

对固定化酿酒活性干酵母-硅橡胶膜生物反应器连续发酵生产乙醇进行了实验研究。对固定化酵母和游离酵母的发酵能力进行了比较,实验研究了系统在长期运行过程中的发酵反应动力学参数和膜传质动力学参数等基本性能。结果表明,酵母细胞固定化后,其发酵速度有明显提高;膜渗透汽化分离产物乙醇使发酵反应能够长时间连续稳定地进行,葡萄糖消耗率和乙醇体积产率都较间歇发酵有明显的提高;在连续运行中,发酵液中葡萄糖浓度控制在20～50g/L的范围内,乙醇体积产率为4.0g/（L·h）,罐内乙醇浓度基本保持在45g/L左右,固定化酵母浓度维持在1.05×10^10～2.15×10^10个/克胶,发酵液中游离酵母浓度维持在0.02×10^10～0.098×10^10个/mL,膜的渗透通量和分离因子分别为300～500g/（m^2·h）和3.6～7.2;实验系统连续运行了294h,收得渗透冷凝液4841.7g,平均质量分数为21.3%。     

PDMS膜生物反应器中ABE发酵的实验研究

采用PDMS膜生物反应器和丙酮丁醇梭菌进行了丙酮-丁醇-乙醇(ABE)发酵实验研究.进行了2轮封闭循环连续发酵实验,发酵时间分别为264h和300h.2轮实验的发酵-膜分离耦合操作模式有区别:第1轮实验仅在白天(每天8:00～20:00)运行膜渗透汽化同步分离提取ABE产物(间断耦合);第2轮实验则在前192 h发酵阶段全程运行膜同步分离(连续耦合),之后采用和第1轮相同的间断耦合发酵模式.结果表明,第2轮发酵细胞的生长状况和发酵能力好于第1轮;2轮实验发酵液平均浓度分别为1.781g/L和1.884g/L;第2轮实验丁醇体积产率、得率系数、丁醇总产量分别比第1轮提高了95.2％、14.2％、121.2％.对发酵动力学行为进行了初步分析.     

细胞稀释强化硅橡胶膜生物反应器连续乙醇发酵

通过原位重力沉降分离酵母和渗透汽化分离乙醇构建了细胞稀释连续乙醇发酵的硅橡胶膜生物反应器。采用酿酒酵母,以0.05/h的细胞稀释率在膜生物反应器中实现了170 h的连续稳定乙醇发酵。重力沉降分离酵母对硅橡胶膜生物反应器产生的细胞稀释作用可以通过反应器内酵母自身生长得到平衡,发酵液细胞浓度稳定在5g/L。渗透汽化原位分离使发酵液内乙醇浓度维持在50 g/L。细胞稀释膜生物反应器连续发酵的乙醇体积产率达到1.63 g/(L.h),相对于同等工艺参数的细胞封闭循环膜生物反应器连续乙醇发酵细胞比产率提高了31%。     

利用陶瓷载体固定化酵母生物反应器进行酱油发酵

前言 采用主要成份为氧化铝(Al_2O_3)和氧化硅(SiO_2)的氧化铝纤维陶瓷作固定化细胞的载体,其成型为适合于生物反应器的圓筒形。酱油主发酵酵母Zygosacharomyces rouxii和后熟酵母Candida Versatilis吸附固定在氧化铝纤维陶瓷载体上。生物反应器设计为容积1.5升的圆筒形,其内部由氧化铝纤维壁隔离成内外两侧,以完成固态低盐前期发酵阶段浸淋出的半成熟酱油为发酵原液将分別吸附固定有Z.rouxi和C.Versatils的氧化铝纤维陶瓷安装在生     

红茶酒酵母驯化筛选及发酵工艺研究

以优质红茶叶为原料,通过不同浓度配比的茶汁YPD培养基对茶酒发酵酵母进行梯度驯化,筛选出1株对茶汁适应能力和发酵力都比较强的酵母Z-4。该酵母在含12％蔗糖茶汁培养基中发酵所得酒精度为10％vol,残糖量为7．5°Bx。并对温度、发酵液配比、pH值以及酵母接种量等发酵条件进行单因素分析,研究表明,最优发酵条件为：发酵温度25℃,茶与清水比1：60（g／v）,发酵液pH4,蔗糖含量12％,酵母接种量为3％,发酵时间7d。     

硅橡胶复合膜用于发酵-渗透汽化耦合生产苹果白兰地的研究

香味物质对苹果白兰地的品质起着至关重要的作用.传统蒸馏方法的高温处理会不可避免地造成香味物质的损失和热敏性物质的破坏,影响白兰地的品质.采用苹果原汁发酵与渗透汽化膜分离相耦合的模式.在较低的温度下进行发酵,用硅橡胶复合膜将发酵液中的乙醇及其他挥发性香味成分选择性地分离出来,缩短了发酵周期,有效地避免了热敏性香味物质的损失.硅橡胶膜对发酵液中的乙醇及各种香味物质发挥了优良的渗透汽化分离性能,25℃平均总渗透通量为575.0 g/(m2·h),平均分离因子为5.44,20℃平均总渗透通量为332.2g/(m2.h),平均分离因子为4.75.所得产品清澈透明,酒度适宜,有浓郁酒香和苹果香.气相色谱分析结果表明,产品成分与传统蒸馏法所得的白兰地类似,主要香味物质含量符合相关技术要求,是制造高品质苹果白兰地的优质原型酒液.     

Use of a continuous multistage bioreactor to mimic winemaking fermentation

Continuous fermentation set-ups are of great interest for studying the physiology of microorganisms. In winemaking conditions, yeasts go through a growth phase and a stationary phase during which more than half of the sugar is fermented. A comprehensive study of wine-yeast physiology must therefore include yeasts in a non-growing phase. This condition is impossible to achieve within a chemostat, which led us to design a multi-stage fermentation device. In this study, we evaluated the ability of such a device to reproduce, in a series of steady states, the conditions of batch fermentation. Two-stage and four-stage fermentations were carried out with two different strains of Saccharomyces cerevisiae. The main characteristics of the fermentation process (biomass growth, by-product content of the medium) were compared with those observed in batch mode at the same stage of fermentation, which was defined by glucose uptake. The four-stage configuration showed a better ability to reproduce batch fermentation characteristics than the two-stage set-up. It also allowed to uncouple the variations of environmental parameters and proved to be a promising tool to gain new insights into yeast metabolism during alcoholic fermentation.     

天然野生山丁果果酒发酵工艺的研究

以野生山丁果为原料,葡萄酒活性干酵母为发酵菌种,研究山丁果果酒发酵工艺。考察果汁初始糖度、酵母接种量、发酵温度和果汁初始pH值等因素对山丁果果酒各项指标的影响,并在此基础上进行了优化试验,得到野生山丁果果酒发酵最佳工艺条件:糖度18%、初始pH值为4.0、发酵温度24℃、酵母接种量0.4%。该工艺发酵的野生山丁果果酒酒体呈浅粉红色,清亮透明,具有新鲜山丁果清新的果香和醇厚协调的酒香,酒度12.5%、残糖1.45g/L、VC 380mg/L、酸度4.8g/L。     

富硒酵母的选育及其发酵条件的优化试验

通过对一株耐硒酵母进行UV和60Co逐级诱变,获得一株产量高的突变株Y7,发酵液的硒总含量达19mg/L,是出发菌株的1.58倍,经多次传代试验,证明其稳定性良好。通过单因素、L16(37)正交试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,试验表明富硒酵母发酵培养基的最佳配方是:蔗糖6%,牛肉膏1%,蛋白胨1%,K2HPO4 0.15%,亚硒酸钠35μg/L;最佳培养条件:初始pH为4.0,温度32℃,装液量60mL/250mL摇瓶,转速200r/min,10%(v/v)接种量,培养48h。富硒酵母的硒总含量达23mg/L以上,是出发菌株的1.92倍。     

酿酒酵母发酵性能的比较

以从民间自制黄酒酒药、酒厂的酒曲和窖泥中分离筛选得到的4株酵母(1#、2#、3#、4#为出发菌株,对其进行耐受酒精能力、耐受酸能力、发酵速率及发酵液中尿素含量、残糖、酒精度、总酸及氨基酸态氮等生理性能综合比较,其结果显示为4#酵母较其他3株发酵力强,耐受酒精浓度为14％vol,耐酸浓度为2.5％,产尿素含量为37.23mg/L,且其产尿素含量比2#酵母少56.7％,残糖浓度为12.57g/L,产酒精度达到16.1％vol,总酸含量为2.99g/L,氨基酸态氮含量为0.48g/L,具有进一步开发利用的价值.     

混合发酵法生产花粉面包的工艺优化

玉米花粉营养丰富。制作面包时,在面团中加入破壁的玉米花粉。将酵母菌与乳酸菌以一定的比例混合,作为发酵剂。经过发酵和焙烤,研制出具有花粉清香的保健型花粉面包。混合发酵法生产花粉面包的最佳工艺条件是:玉米花粉添加量为5%,糖添加量为10%,酵母菌与乳酸菌配比为2.5∶1,发酵时间为5h。     

刚毛藻稀碱处理液发酵制备饲料酵母

研究了利用刚毛藻稀碱处理液发酵制备饲料酵母的工艺条件。通过单因素实验和正交试验,得到最佳培养条件为:温度30℃,发酵液中初始糖浓度3.5 g/L,接种量20%(v/v),pH 4.8,(NH4)2SO45 g/L。在最优条件下培养48 h,发酵液中菌体干重为(6.74±0.83)g/L,粗蛋白量可达15.12 g/L,酵母对发酵液中还原糖的利用率为94.8%。     

酿酒酵母与产香酵母混合发酵鸭梨酒工艺条件优化

产香酵母通过不同的代谢途径产生多种挥发性香气成分,增加了酒体的香气。该文利用产香酵母与酿酒酵母协同发酵酿造鸭梨果酒,以期改善单一酿酒酵母发酵酒体的风味与口感,更大程度地开发水果的酿酒潜力。从6株产香酵母中优选1株产香酵母B(异常毕赤酵母(Pichia anomala))与安琪SY果酒酵母进行共酵,在单因素试验的基础上,选择发酵时间、接种量和接种时间进行响应面优化试验,以感官评分为响应值,确定最佳工艺为,发酵初始接种2%的产香酵母B,24 h后接种3%的果酒酵母SY,24℃发酵8 d,所得鸭梨酒酒精度达11.6%vol,可溶性固形物为5 Brix。通过理化及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱分析发现,酯类物质是构成酒体香气的主要成分,混菌发酵酒体的总酯含量为3.21 g/L,是单菌发酵酒体的2.6倍,混菌发酵酒体中辛酸乙酯、己酸乙酯、乙酸乙酯、癸酸乙酯相对含量都比单菌发酵高。所得酒体呈亮黄色,澄清透亮,果香清雅,香味协调。