黄酒等食品中产细菌纤维素菌的筛选与鉴定

为了拓宽细菌纤维素的取得途径并加强对黄酒产品的综合利用,本实验旨在从黄酒产物如酒糟浸出液、陈年黄酒、米浆水及市售红茶菌饮料中获得稳定高产细菌纤维素菌株。产细菌纤维素菌株在发酵培养基中在30℃左右下培养会在培养基的液面形成乳白色的胶状菌膜。同时,产细菌纤维素菌株大多具有产酸、为杆菌并且为革兰氏阴性菌的特点。因此,根据这些已知的特征,通过富集培养和分离纯化等方法在市售红茶菌饮料和黄酒各类产品中取得2株产细菌纤维素细菌。经过DNA提取后,PCR扩增得到的产物送往上海生工生物工程有限公司进行16Sr DNA测序分析,结果表明两菌株分别为木醋杆菌CW-1与木醋杆菌CW-2。     

细菌纤维素高产菌株的诱变选育和发酵条件研究

为了选育高产细菌纤维素的木葡糖酸醋杆菌((Gluconacetobacter oboediens)突变菌株,通过硫酸二乙酯和氯化锂复合诱变,得到-株产细菌纤维素能力最高的突变菌株GO2,其细菌纤维素产量为9.91 g/L,比出发菌株提高36.5%.同时确定突变菌株GO2的静置培养条件为发酵时间为6 d,接种量为80(v/v),面积/体积比为1.58～2.08 cm-1.     

等离子体注入诱变选育细菌纤维素高产菌株

为了选育高产细菌纤维素的木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)突变株,通过等离子体注入诱变,筛选得到一株产细菌纤维素能力最高的突变株GX-5,其细菌纤维素产量为4.162 g/L,比出发菌株提高了83.19%。     

优化陈米糖化液提高细菌纤维素产量的研究

以木醋杆菌（Acetobacter xylinum）为发酵菌种,通过Plackett-Burman试验设计确定了陈米糖化液培养基中酵母膏、KH2PO4、FeSO4、乙醇对木醋杆菌发酵产细菌纤维素具有显著影响,并采用Box-Behnken试验设计对各显著影响因子进行优化,获得最优的陈米糖化液发酵培养基配方为：在陈米糖化液培养基基料中加入酵母膏13.1 g/L、蛋白胨10 g/L、KH2PO4 5.7 g/L、MgSO4 3.1 g/L、FeSO4 0.3 g/L、柠檬酸0.3 g/L、无水乙醇4.0%。在此优化条件下,细菌纤维素的产量为7.08 g/L,是陈米糖化液培养基基料发酵产细菌纤维素（0.38 g/L）的18.6倍,比基础发酵培养基细菌纤维素产量（4.80 g/L）提高了47.5%。     

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。     

玉米浆干粉缓冲能力对发酵生产细菌纤维素的影响

以玉米浆干粉为氮源、木葡糖酸醋杆菌Gyll(Gluconacetobacter xylinus)为菌种发酵生产细菌纤维素过程中,对玉米浆干粉的缓冲能力及发酵过程中维持pH稳定的能力进行了试验研究,同时对发酵过程中pH和BC产量进行了监测。结果表明:分别将玉米浆干粉溶解在水和发酵培养基中,当添加量分别大于50.0 g/L和40.0 g/L时,水溶液和发酵培养基的缓冲指数(β)值均大于0.02,说明具有很强的缓冲能力;以玉米浆干粉为氮源的发酵生产细菌纤维素过程中,发酵培养基pH可维持在木葡糖酸醋杆菌Gyll的适宜生长范围内,而有助于提高BC的产量。     

细菌纤维素生物合成的研究

研究了以玉米浆作为氮源的细菌纤维素生产的主要影响因素.通过优化培养基的方法,提高纤维素的产量,最终确定了木醋杆菌产纤维素的最优发酵液培养基为4%葡萄糖、10%玉米浆、pH6、产膜后的pH值为3.5～4.5,培养温度30℃,纤维素产量可达7.22g/L.     

椰子水与菠萝汁生产细菌纤维素的对比研究

以发酵的椰子水和菠萝汁作为细菌纤维素的培养基,木醋杆菌HN001作为菌种生产细菌纤维素,对2种培养基进行了前期发酵产酸、标准规格厚度细菌纤维素凝胶的生产周期以及细菌纤维素纤维密度对比研究。结果表明:菠萝汁发酵后总酸量大于椰子水产酸量,将其作为培养基能加快木醋杆菌分泌细菌纤维素的速度,缩短产品生产周期,但以菠萝汁作为培养基生产细菌纤维素凝胶,纤维素密度要低于椰子水培养基。     

细菌纤维素高产菌株的鉴定及产物分析

目的:对1株静置培养产生凝胶样物质的菌株CIs51进行鉴定,并对其产物进行分析,确定其工业化生产前景。方法:以CIs51为目的菌株,根据其形态学特征、生理生化特性、16SrDNA序列分析,鉴定其种属。对CIs51所产凝胶干膜进行纤维素酶水解试验、红外光谱分析、X-射线衍射分析,确定其主要成分及性质。研究菌株在柑橘果渣水培养基中的凝胶干膜产量、传代稳定性等,确定该菌株的工业化生产前景。结果:根据形态观察、生理生化特性与16SrDNA序列分析结果,CIs51被鉴定为汉逊氏葡糖酸醋杆菌(Gluconac etobacter hasenii),命名为汉逊氏葡糖酸醋杆菌CIs51。该菌株所产凝胶膜中纤维素含量达94%;红外光谱分析表明其主要成分为β构型葡聚糖,为I型纤维素,结晶度为75%。CIs51在柑橘果渣水培养基中生长良好,纤维素产量达10.17g/L,传代稳定性好。结论:汉逊氏葡糖酸醋杆菌CIs51为新型细菌纤维素高产菌株,适宜在柑橘果渣水培养基中生产细菌纤维素,具有工业化生产的潜力。     

醋杆菌产纤维素发酵培养基的优化

本文在已筛选出在摇瓶培养条件下高产细菌纤维素菌株--醋杆菌C2的基础上,研究了不同碳氮源及无机盐对该菌株产纤维素的影响,并优化了该菌株产纤维素的最佳培养基。醋杆菌C2的最适碳源为蔗糖,D-甘露糖醇,最适氮源为蛋白胨,酵母粉,无机盐为MgSO4•7H2O和柠檬酸三钠;经正交试验确定该菌株产酶最佳培养基配方为:蔗糖7%,酵母膏0.7%,蛋白胨1.1%,MgSO4•7H2O 0.2%,柠檬酸三钠0.1%。使用优化后的培养基配方,醋杆菌C2的纤维素产量可达9.5g/L。     

超声波促进水酶法提取红花籽油工艺研究

通过超声波促进水酶法提取红花籽油,研究超声波功率、料液比、纤维素酶添加量、胰蛋白酶添加量、纤维素酶酶解时间及胰蛋白酶酶解时间对红花籽油得率影响。经单因素试验和正交试验优化,得出最优提取工艺为:料液比1∶6、超声波功率120 W、纤维素酶添加量150 U/g、胰蛋白酶添加量100 U/g、纤维素酶酶解时间5 h、胰蛋白酶酶解时间3 h;在此条件下,红花籽油得率可达86.74%。     

木薯水解液为原料静置发酵制备细菌纤维素的研究

以木薯水解液作为发酵培养基基质,通过木葡萄糖酸醋杆菌(Komagataeibacter xylinus)发酵制备细菌纤维素(BC),利用单因素实验研究了温度、装液量、初始pH、木薯水解液添加量、接种量等对细菌纤维素产量的影响,并对发酵过程中的细菌纤维素产量、还原糖消耗量、pH、细菌纤维素含水率与复水率等指标进行了检测,采用元素分析、红外光谱分析、热重分析、扫描电镜、X射线晶体衍射(XRD)等对发酵得到的细菌纤维素进行表征。结果表明,木薯水解液发酵生产细菌纤维素的最优条件为:温度30℃、装液量75 mL、初始pH6.0、木薯水解液添加量3%、接种量6%;在细菌纤维素发酵过程中,pH从5.51下降到2.66,还原糖含量从32.1 g/L降到10.2 g/L,发酵9 d可得到5.75 g/L的细菌纤维素;所得细菌纤维素的含水率为96%~98%,复水率为50%~58%;元素分析结果表明细菌纤维素主要由C、H、O三种元素构成,符合纤维素中各元素含量;红外光谱揭示了细菌纤维素的特征吸收峰;热重分析表明细菌纤维素在290℃处具有最大失重,失重率达32.33%;扫描电镜观察到细菌纤维素的直径在100~500 nm之间;XRD分析得到细菌纤维素的结晶度为93.4%。因此木薯水解液是可以替代葡萄糖作为发酵生产细菌纤维素的碳源。     

红曲黄酒糟酶解液美拉德反应增香条件优选

以红曲黄酒糟酶解液为原料,运用美拉德反应增香技术,以氨基酸态氮消耗率、褐变度和感官评分为评价指标,采用二次正交旋转组合试验研究酶解液不同反应条件对美拉德反应增香效果的影响。结果表明,最佳反应条件为底物含量60%、起始pH值6.5、反应温度95 ℃、反应时间40 min,在此优化条件下,处理的酶解液香气鲜美、酱香浓郁、红曲典型性强,感官评分为95分。     

酸酶法降解稻草纤维素工艺优化及其发酵产乙醇的研究

对纤维素降解工艺进行了优化,并将其应用于淀粉质原料酿酒中,在减少大米用料的同时增加发酵液糖含量,提高酒度,节约生产成本。实验采用酸法酶法两步处理稻草秸秆纤维素,结果表明,在盐酸浓度2．5％,温度为126℃,固液比（g/mL）为1：2的条件下处理1h,再在温度为50℃,pH值为5．0,酶用量为35IU／g干物质（自制酶液）的条件下水解12h,最终葡萄糖得率为24．5％。水解糖液与大米糖化液按6：4（v／v）配比混合,接入酿酒酵母发酵,产酒蒸馏酒度为13．4％vol。     

新型黄酒发酵工艺条件优化

该研究采用日本清酒酵母及高浓液态发酵法制备新型黄酒。以总加权评分值为评价指标,通过单因素试验及响应面试验优化新型黄酒发酵工艺条件。结果表明,新型黄酒的最佳发酵工艺条件为：日本清酒酵母3%、米麦曲添加量20%、主发酵温度15 ℃、料水比1∶1.4（g∶mL）。在此优化条件下,总加权评分值为84.0分,新型黄酒外观清亮透明,呈淡黄色甚至无色。其产品理化指标为：氨基酸态氮含量0.40 g/L、非糖固形物含量25.28 g/L、酒精度15.18%vol和pH值4.21。     

黄精水解液制备工艺优化及新型黄精黄酒的酿制

通过单因素和正交试验优化高速剪切、超声酶解两步水解黄精工艺,并用黄精水解液和糯米混合发酵酿制新型黄精黄酒。结果表明,黄精原料高速剪切工艺参数为剪切时间50 min、剪切pH 2、剪切速率14 000 r/min、料液比1∶50（g∶mL）;黄精滤渣水解工艺参数为纤维素酶添加量2%、超声功率200 W、料液比1∶20（g∶mL）、超声时间60 min。在此优化条件下,黄精多糖溶出率达52.5%,水解率为81.3%。黄精水解液与糯米结合发酵的新型黄精黄酒呈淡黄色、清亮透明、酸甜适中,具有黄精中药原有的特殊香味;其中,经检测新型黄精黄酒多糖含量为5.01 mg/mL,远高于传统黄精黄酒、传统黄酒。     

响应面法优化葡糖醋杆菌产细菌纤维素的发酵工艺

为提高葡糖醋杆菌生产细菌纤维素的产量,采用Plackett-Burman实验设计和Box-Benhnken Design相结合,对红薯酶解液、起始pH值、装液量等因素进行了研究,优化了产细菌纤维素的发酵工艺.实验结果表明,产细菌纤维素的最佳工艺为:红薯酶解液质量浓度50 g/L、起始pH值6.0、装液量50 mL/(250mL).该工艺条件下得到的细菌纤维素绝干质量(折算成质量浓度)达到4.80g/L,比优化前产量2.20 g/L提高了118％.     

液态发酵原位酶解糖化水稻秸秆工艺优化

为探究以原位酶解方式整合产酶菌株的发酵条件和酶解条件差异的可行性,以木质纤维结构典型的水稻秸秆为对象,里氏木霉为产酶微生物,通过研究液态发酵原位酶解糖化水稻秸秆,对发酵过程和酶解过程协同控制条件进行优化。结果显示,最优产酶发酵条件为水稻秸秆添加量30 g/L,发酵温度30℃,初始pH 6.5,发酵时间48 h;最优酶解条件为酶解pH 4.8,酶解温度50℃,酶解时间24 h,最终的秸秆比产糖量为0.350 g/g。通过在酶解阶段时补加少量的粗酶液(体积分数5%),可以提升最终的比产糖量,由0.332 g/g提升至0.400 g/g,约提升了20%。原位酶解糖化秸秆纤维素是实现水稻秸秆高效降解利用的可行方式。该研究可为纤维素酶解工艺提供技术参考,为秸秆纤维素资源化利用提供一定理论依据。     

酶法、酸法制备碎米多孔淀粉工艺研究及其比较

以碎米为原料,分别采用酶法、酸法制备多孔淀粉,通过单因素和正交试验,得到两种方法制备碎米多孔淀粉的最佳工艺条件,酶法制备碎米多孔淀粉最佳工艺条件为液料比4:1(mL/g)、加酶量23.0U/g、pH7.0、酶解温度60℃、酶解时间7h;酸法制备碎米多孔淀粉最佳工艺条件为液料比4:1(mL/g)、盐酸浓度0.4mol/L、酸解温度35℃、酸解时间6h。经比较酶法比酸法制得的多孔淀粉吸油率高13.3%。运用扫描电子显微镜对多孔淀粉的颗粒形态进行比较,结果表明酶法比酸法制得的多孔淀粉出孔率高、孔径大、孔穴深。     

碱预处理对慈竹机械浆酶解的影响

以慈竹机械浆为研究对象,分别采用NaOH和NaOH加H2O2两种方法对原料进行预处理,考察预处理条件对酶解还原糖产率的影响。得到NaOH最佳预处理条件为:预处理温度90℃、固液比1∶5g/mL、时间2h、NaOH用量12%(g/g绝干)。在此最佳条件下,慈竹机械浆半纤维素保留率为87.92%、纤维素保留率为90.29%、木质素脱除率为43.24%;在pH4.8、加酶量20FPU/g预处理后底物、反应温度50℃的条件下酶解24h,还原糖产率为30.36%。扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的慈竹机械浆变得粗糙而多孔,增加了纤维素酶的吸附位点,酶解速率加快。