浓香型白酒糟基本成分检测与酶水解

白酒酒糟是粮食作物经发酵生产白酒后余下的残渣,含有大量的淀粉、蛋白质等营养物质。传统的酒糟处理主要是作为生产动物饲料及有机肥,附加值较低。若能利用酒糟生产丁醇不仅可以降低丁醇生产成本,得到高附加值的产物丁醇,还可以实现酒糟废弃物的综合利用,与优化后的生产丁醇的合成培养基相比,酒糟中氨基酸态氮等物质基本满足微生物生长需求,但是还原糖含量偏低,采用液化酶、糖化酶水解白酒糟,优化提高水解液中还原糖浓度,得到最佳的水解条件为:液化条件为料液比1∶1,pH为6.0,加液化酶10U/g酒糟,沸水浴1h;糖化则在液化结束后,调pH至4.0,60℃恒温水浴,加酶量为150U/g酒糟,时间为2h。酒糟水解液中的还原糖浓度从24g/L提高到50g/L,比初始还原糖浓度提高了108%。     

桉木发酵生产丁醇技术研究

为探索生物质能源树种发酵生产丁醇新技术。以桉木为原料进行稀酸预处理和纤维素酶解将纤维素、半纤维素转化为可发酵糖;采用Ca(OH)2、活性炭及离子交换树脂联合脱毒方法对酶解液脱毒;将脱毒后的酶解液用于丁醇发酵。结果表明:酶解最佳工艺为:纤维素酶用量60FPU/g干物质、酶解36h,纤维素酶解率高达91.55%。水解液脱毒后,甲酸、糠醛、羟甲基糠醛的脱除率分别为65.3%、76.79%和29.32%,木质素降解的醛类和酸类物质的降解率均大于80%;葡萄糖和木糖的损失率极小分别为2.97%和3.54%。脱毒后的水解液补加玉米浆进行丁醇发酵,丁醇和总溶剂产量分别达到11.9g/L和15.7g/L,葡萄糖和木糖的利用率可达95.4%和87.1%。利用桉木发酵生产丁醇效果理想,能够达到粮食发酵产丁醇水平。     

高粱两步法厌氧发酵产己酸研究

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵液混合,并接种己酸复合菌液,厌氧发酵制得己酸。研究发现：通过优化丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液的发酵工艺,丁酸发酵液中的丁酸、乙酸产量达到20.16 g/L和8.47 g/L,淀粉转化率达到76.02%;乳酸发酵液中的乳酸产量和乳酸产率分别达到11.41 g/L和42.48%;乙醇发酵液中的乙醇产率可达95.06%。继续优化己酸发酵工艺,发现当乙醇发酵液和乳酸发酵液同时作为电子供体时,己酸产量和产率均显著提升,分别达到4.15 g/L和75.2 mg/g,且当乙醇发酵液和乳酸发酵液中乙醇与乳酸添加的质量浓度比为2∶1时,己酸产量和产率均达到最高,分别为6.65 g/L和99.78 mg/g。对己酸发酵过程中微生物与己酸的相关性分析发现,发酵过程中和己酸含量呈正相关的微生物有产己酸菌属(Caproiciproducens)、Clostridium＿sensu＿s...     

以白酒酒糟为原料发酵产丁二酸

以白酒酒糟为原料,经酶法糖化,由Actinobacillus succinogenes发酵生产丁二酸。纤维素酶或糖化酶分别水解白酒糟,在酶反应的最适温度和pH条件下,酒糟中的纤维素和淀粉的水解率分别为44.04%和92.26%,相应还原糖对酒糟的得率分别为110 mg/g和126 mg/g酒糟;但2种酶以分步或同步方式水解白酒糟时,酶水解反应受到产物抑制作用,总还原糖得率仅约为150 mg/g酒糟。采用分步糖化发酵工艺,400 g/L白酒糟经两种酶水解后,得到还原糖58.4 g/L,该水解液发酵产丁二酸28.8 g/L,丁二酸产率72 mg/g酒糟;而采用先用纤维素酶水解白酒糟,再用糖化酶和A.succinogenes同步糖化发酵的工艺,240 g/L白酒糟产丁二酸浓度为32 g/L,产率133 mg/g酒糟。以白酒酒糟为原料发酵生产丁二酸,利用了废弃物,无需外源添加氮源,无需对原料进行酸碱预处理,具有一定的应用前景。     

拜氏梭菌Clostridium beijerinckii NCIMB 8052在木薯发酵中耐高浓度丁醇的菌株筛选

研究以木薯为发酵底物在不同丁醇浓度的定向驯化过程中各时期的丁醇产量变化;设计了逐步加大丁醇浓度;一次性将丁醇浓度加大至最高浓度20g／L的一次性驯化;及多次转接循环驯化3种驯化方法,考察驯化后的菌株对丁醇的耐受性,发酵产丁醇效果。及循环驯化次数与丁醇产量的关系。结果表明,在添加各个浓度的丁醇发酵后,各处理在180h后仍然有丁醇产生,且添加丁醇的浓度达20g／L时,在180h后产生的丁醇仍有3．5g/L。经逐步增大耐丁醇浓度驯化的菌株在发酵中具有较高的活性,不仅可以在高达20gm的丁醇中生长,并能抵制丁醇的抑制而产生新的丁醇,发酵180h后丁醇为7．3g/L。而将驯化浓度一次性添加到较高浓度驯化后的菌株出现性状衰减,导致菌株活性减弱,发酵产丁醇能力降低。表明用驯化的方法可提高菌株对丁醇的耐受性,经筛选后得到一株较高的耐丁醇菌株,在梭菌培养基中,最高的耐受丁醇浓度达到13g/L。     

利用玉米秸秆水解液厌氧发酵产丁二酸的研究

对玉米秸秆水解液发酵产丁二酸进行了研究。玉米秸秆水解液中含有对菌体生长不利的物质,通过不同的脱毒方法处理玉米秸秆水解液,考察了脱毒前后抑制物以及总糖含量的变化,结果表明,活性炭和Ca（OH）2同时使用的脱毒效果最好;抑制物糠醛及羟甲基糠醛（HMF）的去除率分别为91．11％、89．83％,而总糖损失率仅为5．57％。用脱毒后的玉米秸秆水解液作为碳源发酵产丁二酸,其产量可达到66．23g／L,收率为67．28％,分别比未经脱毒时提高24．81g／L,25．30％。     

响应面法优化木醋杆菌发酵酿酒丢糟水解液产细菌纤维素培养基及其产物性能

为提高木醋杆菌（Acetobacter xylinum）发酵酿酒丢糟水解液生产细菌纤维素（bacterial cellulose,BC）的产量,采用响应面法对发酵培养基进行了优化,同时比较了发酵产物BC的性能和结构。通过单因素及响应面试验结果确定木醋杆菌发酵酿酒丢糟水解液生产BC的最佳培养基配方为：蔗糖39.33 g、蛋白胨20.01 g、MgSO4 0.91 g、柠檬酸钠3.45 g、黄嘌呤1.02 g、乙醇10 mL、酒糟水解液1 000 mL、pH 6.0。在此条件下BC的产量为6.27 g/L,较优化前（4.4 g/L）提高了42.5%。利用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对发酵产物BC的性能和结构进行了比较,结果表明,酒糟水解液发酵产物BC结构性能与基本培养基发酵产物BC的基本一致,说明酒糟水解液能够替代部分发酵原料发酵生产BC,且不影响BC性能。     

酵母菌株ZZ-46利用木质纤维素水解液产油脂的研究

利用小麦秸秆和甘蔗渣制备木质纤维素水解液,确立了可行的脱毒方法,研究酵母菌株Trichosporon dermatis ZZ-46在脱毒水解液与未脱毒水解液中的发酵产油能力,并采用摇瓶发酵培养,对菌株发酵过程、产油能力、发酵动力学以及油脂脂肪酸组成进行了探索。结果表明:采用氢氧化钙与活性炭混合脱毒法最佳,此时糠醛毒性物质含量最低,仅为0.032 2μg/mL,ZZ-46利用该脱毒水解液发酵产油较高,120 h时为ZZ-46最佳培养时间,生物量、油脂产量、油脂含量分别为18.502 g/L、6.793 g/L、36.71%。发酵动力学分析表明:ZZ-46的底物消耗与菌体生长同步,属于与菌体生长相关型,而油脂积累则属于与菌体生长部分相关型。不饱和脂肪酸含量较高是该油的特点。这对发酵木质纤维素水解液产油脂的研究具有重要意义。     

利用酒糟处理液作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA的发酵工艺优化

为降低发酵培养裂殖壶菌生产DHA的成本，以酱香型白酒酒糟为实验材料，将其简单预处理后作为裂殖壶菌发酵培养基氮源，首先分析了酒糟处理液与胰蛋白胨的游离氨基酸组成与含量，然后以生物量、油脂产量和DHA产量为指标，对酒糟处理液、胰蛋白胨、酵母提取物和牛肉膏作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA进行了比较，优化了酒糟处理液作为氮源时的发酵工艺条件，并对发酵废液进行三次循环利用。结果表明：酒糟处理液可以作为满足裂殖壶菌生长的氮源；与酵母提取物、牛肉膏相比，酒糟处理液作为氮源有明显优势；利用酒糟处理液作为氮源的最佳发酵工艺条件为酒糟(含水量约10%)与水质量比1∶9、酒糟处理液添加量70%(与基础发酵培养基中水的置换比例)、初始pH 7.0、培养时间108 h,在此条件下裂殖壶菌生物量、油脂产量和DHA产量分别达到22.14、8.88 g/L和2.84 g/L;最佳条件下三次循环添加15.0%(与基础发酵培养基中水的置换比例)发酵废液于酒糟处理液培养基中，裂殖壶菌DHA产量分别为4.27、3.70 g/L和2.75 g/L。综上，利用酒糟处理液培养裂殖壶菌生产DHA是酒糟资源化利用的新方法。     

秸秆碱预处理液脱毒及其在丁醇发酵中的应用

秸秆的碱预处理液可造成严重的环境污染。该研究基于源头控制的理念,对碱预处理液进行脱毒工艺研究并回收进行丁醇发酵研究。通过加酸去除碱预处理液中的木质素,用活性炭将去除木质素的预处理液脱毒并用于水解和发酵过程。优化获得沉淀碱溶性木质素的最佳pH 3. 8;不同加量活性炭脱毒后的碱预处理液对秸秆水解的影响不明显,然而活性炭的添加量对丁醇发酵影响较大,当活性炭添加量为15 g/L时,发酵72 h达到最高丁醇质量浓度10. 2 g/L。该秸秆碱预处理液脱毒工艺对利用秸秆进行无废生产生物燃料有一定参考价值。     

圆红冬孢酵母发酵玉米秸秆水解液产油脂的研究

以玉米秸秆为原料,圆红冬孢酵母As 2.1389为实验菌株,研究了玉米秸秆稀酸水解的条件及该菌种在水解液中发酵产油脂的特性.结果表明,玉米秸秆的最佳水解条件为:硫酸体积分数2％,固液比1∶10,121℃高压水解20 min;在此条件下,水解液中的还原糖含量为38.77 g/L.圆红冬孢酵母在经Ca(OH)2脱毒处理后的水解液中进行发酵产油脂,最佳发酵条件为:pH 5,接种量15％,发酵时间5d,得到的生物量为13.5 g/L,油脂产量4.71 g/L,油脂含量为34.89％,还原糖利用率95.73％.气相色谱-质谱分析表明其油脂的脂肪酸组成与植物油脂相似,可作为制备生物柴油的原料油脂.     

克雷伯氏菌乙醛脱氢酶基因过表达及产乙醇发酵工艺优化

为获得高效产乙醇的基因重组菌,该研究从克雷伯氏菌（Klebsiella sp.）WL1316中克隆乙醛脱氢酶aldh基因,进行同源过表达,考察其利用木质纤维素水解液中葡萄糖和木糖的能力,并以乙醇含量为响应值,通过单因素试验及响应面试验对其发酵稻草水解液产乙醇的工艺条件进行优化。结果表明,成功构建了同源过表达aldh基因的重组菌株aldh-pET-28a-Klebsiella sp. WL1316,其保持了野生菌株Klebsiella sp. WL1316利用木质纤维素水解液中葡萄糖和木糖的特性,且发酵稻草水解液产乙醇的最优发酵工艺为发酵时间60 h,异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导浓度1.5 mmol/L,发酵培养基初始pH值7.3,初始还原糖含量59 g/L。在此最优工艺条件下,重组菌株的乙醇含量为（5.39±0.51）g/L,是野生菌株[（3.67±0.32）g/L]的1.47倍,表明aldh基因的过表达促进了乙醇产量的提高。     

己酸菌发酵条件优化及重金属Pb对己酸菌繁殖代谢的影响

研究通过单因素实验确定了影响菌株CB9产己酸的因素条件,再利用正交试验确定了各因素的最优组合,即大米粉0.6%,酵母膏1.0%,碳酸钙0.3%,乙醇1.5%。此条件下,己酸的产量为4.84g/L。通过固液两种发酵方式研究了重金属Pb对己酸菌繁殖代谢的影响,发现随着重金属Pb含量的增加,无论是己酸的产量还是己酸菌的浓度都会不断地下降。     

丙酮丁醇产生菌的筛选、鉴定及其产丁醇性能优化

由于丁醇对生产菌的抑制甚至毒害作用导致丙酮丁醇发酵过程中出现低产物浓度、低产率现象是目前生物法获取丁醇过程中亟待解决的一个关键科学问题。为获得高丁醇耐受性及高丁醇产量生产的菌株,该文采用自行设计的"三明治"筛选方法,从土壤中筛选出4株高丁醇耐受性菌株,其中菌株a914的发酵性能最佳,经P2培养基和木薯粉培养基发酵后其丁醇的产量分别为5.44和3.02 g/L。菌株a914经16S r DNA鉴定其与拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)的同源性高达99%,以及结合菌株a914的生理生化特性最终确定菌株a914为拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)。同时还对菌株a914的发酵性能进行了初步研究,试验结果表明,其最适的木薯粉浓度为80.0 g/L、酵母浸粉浓度为3.0 g/L、碳酸钙添加量为3.0 g/L,在此条件下丁醇和总溶剂产量分别达到6.73和9.83 g/L。     

蛋白酶水解糯米酒糟的工艺优化

分别采用酒用酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解糯米酒糟,优化提高水解液中氨基态氮含量的工艺条件。不同蛋白酶的水解实验结果表明,酒用酸性蛋白酶的水解效果最理想。糯米酒糟水解的最优条件为:加酶量2 000 U/g酒糟、料液比1∶3、pH3.5、温度40℃、时间5 h。在此工艺条件下,水解液中氨基态氮含量达到0.75 g/L,比初始糯米酒糟液提高了368.75%。     

利用酒糟处理液作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA的发酵工艺优化

为降低发酵培养裂殖壶菌生产DHA的成本,以酱香型白酒酒糟为实验材料,将其简单预处理后作为裂殖壶菌发酵培养基氮源,首先分析了酒糟处理液与胰蛋白胨的游离氨基酸组成与含量,然后以生物量、油脂产量和DHA产量为指标,对酒糟处理液、胰蛋白胨、酵母提取物和牛肉膏作为氮源培养裂殖壶菌生产DHA进行了比较,优化了酒糟处理液作为氮源时的发酵工艺条件,并对发酵废液进行三次循环利用。结果表明：酒糟处理液可以作为满足裂殖壶菌生长的氮源;与酵母提取物、牛肉膏相比,酒糟处理液作为氮源有明显优势;利用酒糟处理液作为氮源的最佳发酵工艺条件为酒糟（含水量约10%）与水质量比1∶ 9、酒糟处理液添加量70%（与基础发酵培养基中水的置换比例）、初始pH 7.0、培养时间108 h,在此条件下裂殖壶菌生物量、油脂产量和DHA产量分别达到22.14、8.88 g/L和284 g/L;最佳条件下三次循环添加15.0%（与基础发酵培养基中水的置换比例）发酵废液于酒糟处理液培养基中,裂殖壶菌DHA产量分别为4.27、3.70 g/L和2.75 g/L。综上,利用酒糟处理液培养裂殖壶菌生产DHA是酒糟资源化利用的新方法。     

酒糟固态发酵成醋的工艺研究

以新鲜酒糟为原料,采用酸碱滴定法定期对发酵70～130h酒糟的醋酸含量进行测定,研究了发酵过程中配料比和温度对醋酸产量的影响,并对发酵后的酒糟醋成品性质进行了测定.结果表明,在发酵期70～130h,酒糟醋的产量总趋势是先上升后下降的,在100h醋酸含量达到峰值,适宜的发酵时间应在100h,影响酒糟醋风味的主要因素有发酵温度、初始酒精度.酒糟醋酸发酵的工艺条件为:配料比5∶3∶1、醋酸菌接种量0.7％、初始酒精度6.0％、发酵温度30℃、发酵时间100h.酒糟醋成品的醋酸含量为50.0g/L,氨基态氮含量为30.0g/L.本文研究结果为进一步利用废料酒糟生产略有醇香气而酸味柔和的食醋奠定了一定的理论基础.     

油菜秆酸水解糖化及水解液生产酒精的研究

对油菜秸秆酸水解糖化及水解液发酵成乙醇进行了研究.考察了稀酸浓度、温度、时间及液固比对酸水解的影响;以糖浓度为指标,用正交实验法探讨了酸水解的较佳条件;将浓缩及消毒后的酸水解糖液进行了发酵.结果表明,稀硫酸水解油菜秆以酸浓度(wt)为1.0%、温度为120℃、时间为60min、液固比(mL/g)8:1为最优,此时水解液中糖浓度可达到24.03 g/L;N-1菌发酵78.20 g/L的水解糖液以60 h为最佳,此时乙醇产量为21.70 g/L.     

柠檬酸-沼气双发酵耦联系统中钠离子影响机制的探究及其去除

为解决柠檬酸发酵过程中产生的废水问题,提出了柠檬酸-沼气双发酵耦联系统。在该系统中,柠檬酸发酵废水经中温厌氧消化和水资源化处理后作为配料水回用于下一批次柠檬酸发酵,从而实现废水零排放。厌氧消化出水中的主要抑制物质是Na~+,在回用过程中其质量浓度最高达到1 000 mg/L,会严重抑制柠檬酸发酵。采用电渗析法对厌氧消化出水中的高浓度Na~+进行去除,循环回用10批后,平均柠檬酸产量为142.4±2.1 g/L,达到去离子水发酵水平(141.5 g/L)。1 000 mg/L Na~+会造成柠檬酸发酵前期培养基pH快速下降,黑曲霉细胞分泌的糖化酶和异麦芽糖酶活力降低,部分糊精和异麦芽糖不能有效水解,柠檬酸产量显著下降。在柠檬酸发酵开始时添加18 g/L CaCO_3可以延缓发酵初期培养基pH的下降速率,促进部分糊精和异麦芽糖的水解,从而使可利用糖浓度增加,减轻高浓度Na~+对柠檬酸发酵的抑制作用。但是,CaCO_3会造成发酵前期培养基pH较高,副产物草酸大量积累,柠檬酸产量为139.2 g/L,仍低于去离子水发酵水平。     

海外文摘

用烧酒糟酿制醋及其功能性森村茂関孝弘等烧酒是九州南部重要的地方产业,也是日本蒸馏酒最具代表性的产品。随着产量的增加,烧酒糟大量排放,2002年达到约46万t。烧酒糟中BOD含量达到34,000mg/kg￣84,000mg/kg,是高浓度有机废料,目前处理的方法是直接向海中排放或烧掉,或者用于甲烷发酵以及用作饲料,但处理费用太高,增加产品成本。烧酒糟中含有大量蛋白质、氨基酸等有用成分,还含有降低胆固醇、预防肝功能障碍以及预防脂肪肝等功效的物质。文中对烧酒糟用于食醋的发酵进行了研究,并对食醋的保健功能进行生理活性的评估。烧酒糟中含有3g/L￣…