木糖渣发酵制备乙醇

木糖渣含有大量的纤维素,可以用作生产燃料乙醇的原料。以木糖渣为原料,研究了酶用量及底物浓度对于乙醇浓度的影响。结果表明,当底物浓度为10 g/100 m L,酶用量由15 FPU/g底物增加到35 FPU/g底物,发酵72 h乙醇浓度由22.5 g/L增加到32.0 g/L。对发酵时间为48 h时酶用量与乙醇浓度进行了拟合,拟合后方程的相关系数R~2为0.955;当底物浓度由5 g/100 m L增加到20 g/100 m L时,发酵96 h时乙醇浓度分别为12.1 g/L、29.0 g/L、38.5 g/L、37.5 g/L。采用补料同步糖化发酵,进一步研究了补料次数对于乙醇浓度的影响,结果表明,初始底物浓度为15 g/100 m L,经过1~5次补料,补料后的总底物浓度为30 g/100 m L,发酵120 h补料次数为2次的乙醇浓度可以达到70.0 g/L,方差分析表明,补料次数对于乙醇浓度没有显著影响。对比了不同补料量对于乙醇浓度的影响,结果表明,初始底物浓度为15 g/100 m L,补料至底物浓度分别为40 g/100 m L、50 g/100 m L、52.5 g/100 m L时,发酵96 h乙醇浓度分别为65.2 g/L、62.1g/L、63.5 g/L。研究了半同步糖化发酵对于乙醇浓度的影响,发酵48 h乙醇浓度仅为14.4 g/L。     

小型发酵罐条件下树干毕赤酵母木糖发酵条件优化

以树干毕赤酵母m4为发酵木糖菌株,研究了5L发酵罐中不同培养条件对酵母发酵木糖生成乙醇和酵母生长规律的影响。结果表明,5L发酵罐中最佳发酵条件为:初始木糖浓度108g/L,温度28℃,通气量30L/h,转速300r/min,接种量12.5%,最适pH值为4.8,此时木糖转化率、乙醇得率最高,分别为98.5%,0.47g/g,乙醇产量有较大提高,50.0g/L。     

通气量对酿酒酵母GGSF16高浓度乙醇发酵的影响

在5 L发酵罐中,研究了以260 g/L葡萄糖为底物,不同通气量对酿酒酵母GGSF16高浓度乙醇发酵的影响。结果表明,与厌氧条件相比,通入适当的空气是高浓度乙醇发酵过程中重要的控制参数,能够缩短发酵时间,增加酵母细胞量,提高酵母细胞的存活率和乙醇耐受性。然而,乙醇产率与单位质量的酵母细胞消耗葡萄糖和生成乙醇的能力降低。最适通气量为80 m L/min,酵母细胞干重为14.16 g/L,发酵强度为3.93 g/(L·h),比厌氧分别提高104%和70.1%,终点乙醇浓度为117.9 g/L,乙醇产率为0.452 g/g(发酵效率87.8%)。     

冷榨核桃粕液态发酵制备核桃多肽

探讨以冷榨核桃粕为主要原料,采用纳豆芽孢杆菌进行液态发酵制备核桃多肽的方法。分析发酵时间、底物质量浓度、起始pH值、接种量及发酵温度对核桃多肽产量和水解度的影响,并通过单因素试验和Box-Behnken响应面分析法对工艺参数进行优化,得到的最优工艺参数为：发酵时间84 h、底物质量浓度8 g/100 mL、起始pH 8.0、接种量11%、发酵温度33 ℃。此发酵条件下核桃多肽质量浓度和水解度均达到最大值,分别为2.58 mg/mL和37.5%。     

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。     

黑曲霉发酵法提取麦胚黄酮工艺的研究

采用微生物发酵法,以黑曲霉为菌种,对麦胚黄酮的提取工艺进行了研究。在考察底物浓度、发酵时间、接种量和p H等单因素对提取效果影响的基础上,采用L9(34)正交试验优化确定了麦胚黄酮的最佳提取条件。结果表明:在提取温度36℃,底物浓度7.5 g/100 m L水,接种量10%,发酵时间54 h,p H 6.5的条件下麦胚黄酮提取效果最好,提取率由不加黑曲霉发酵提取的0.031%提高到0.163%。     

酸预处理麦秆半同步和同步糖化发酵制乙醇条件优化

麦秆首先进行盐酸预处理,然后以盐酸预处理麦秆为底物通过正交实验优化了底物半同步和同步糖化发酵制乙醇条件。利用XRD对原料、酸预处理麦秆和发酵麦秆的结构特征进行分析。结果表明:盐酸预处理的麦秆半同步糖化发酵制乙醇的最佳条件为发酵温度36℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.8 g/L和发酵时间2 d,此时乙醇含量为19.16 g/L;盐酸预处理的麦秆同步糖化发酵制乙醇的最佳条件为发酵温度39℃、酵母接种量0.1%、酶质量浓度0.5 g/L和发酵时间4 d,此时乙醇含量为19.44 g/L;同步糖化发酵优于半同步糖化发酵;XRD分析表明酸预处理和发酵后,麦秆的结晶度降低。     

响应面法优化Bacillus subtilis抗菌脂肽发酵工艺条件

为了提高枯草芽孢杆菌抗菌脂肽(Surfactin)发酵产量,利用单因素分析、响应面法对菌株发酵工艺条件进行优化。单因素分析显示,培养时间、温度和转速对菌株的抗菌脂肽产量有显著影响(P0.05);响应面法优化得到最优发酵工艺条件为培养时间39 h、温度31℃、转速173r/min、接种量5%、装液量100 m L/250 m L。在最优发酵条件下,抗菌脂肽粗提物产量达到2.54g/100 m L(湿重),是优化前产量的1.6倍。     

混合菌同步糖化共发酵造纸污泥产乙醇

对酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）与重组大肠杆菌K011（Escherichia coli）混合菌同步糖化共发酵造纸污泥产乙醇进行了初步研究。在底物浓度为50g／L时,通过单因素实验和正交实验获得乙醇发酵的最佳条件：纤维素酶添加量25FPU／g底物,接种量为6％,酿酒酵母与重组大肠杆菌K011接种比例为1：1（细胞干重初始浓度分别为1．0g／L和0．3g／L左右）。发酵72h后,乙醇浓度为5．71g／L,产率达到0．114g乙醇／g污泥,达到理论值的42．5％。分别用酿酒酵母、K011单菌种发酵与双菌株组合发酵对比结果表明,混合菌发酵效果明显优于单菌种发酵。     

琥珀酸发酵过程中的产物抑制特征及树脂吸附原位分离的研究

研究了使用Actinobacillus succinogenes菌种以葡萄糖为底物,发酵生产琥珀酸过程中的产物抑制特征,及使用原位分离技术(ISPR)来消除产物抑制现象,以提高底物转化率。研究发现,该菌种的生长与发酵呈现出明显的非偶联特征,在菌体生长进入稳定期(30 h培养)后,开始大量合成产物琥珀酸。当发酵液中琥珀酸浓度高于25 g/L时,开始出现明显的产物抑制作用,底物转化效率逐渐降低。通过模拟发酵液筛选出了对琥珀酸有较强吸附的D301T、D301R、D303树脂,并通过真实发酵筛选出了对发酵体系无毒性的D301R树脂。最后通过5L发酵罐,对树脂吸附原位分离发酵进行验证,在接种后30h将树脂D301R以40 g/L的量添加入5L发酵罐中,至发酵终点琥珀酸产量达到49.46 g/L(底物葡萄糖60 g/L),底物葡萄糖转化率达到82.43%,相比普通发酵过程,底物转化率提高了21%。     

响应面法优化重组运动发酵单胞菌极高密度乙醇发酵工艺

采用基因工程技术,成功地构建了在无需氨基酸和维生素的条件下,能高效利用葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和甘露糖发酵生成乙醇的重组菌Z.mobilis HYMX。为了提高发酵乙醇产量,利用响应面法优化了重组菌极高密度发酵的工艺条件。结果表明,最佳发酵条件为:葡萄糖浓度305 g/L,温度34℃,p H6.5,尿素浓度3 g/L,接种量10%,发酵时间60 h。在此条件下重组单胞菌的乙醇产量达到153.1 g/L,比优化前提高了8.5%,比原型菌产量提高了105.14%。与工业酵母菌株PE-2相比重组菌节省了约12%的葡萄糖,节省了37.5%的时间。     

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。     

固态发酵废菌棒高产哈茨木霉孢子

以废菌棒为固态发酵主要基质,采用单因素和响应面分析法(RSM)优化哈茨木霉固态发酵生产孢子,最后进行固态发酵放大实验。结果显示:最佳培养条件为接种量(质量浓度)7.5 g/dL,装料量20 g,pH自然,培养温度28℃,发酵周期144 h;响应面分析法优化的理论值为:初始含水质量分数57.07%,淀粉质量分数3.08%,NaNO_3质量分数1.99%,理论孢子产量5.65×10~9个/g,验证实验结果 5.91×10~9个/g,符合理论预测;使用10 L自制固态发酵罐进行放大实验,通风条件下孢子产量显著提高,达到8.20×10~9个/g。     

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。     

木薯渣分批补料酶水解及酒精发酵的研究

木薯渣是木薯淀粉加工后的废弃物,碳水化合物含量高。实验利用复合酶对木薯渣中淀粉和纤维素等碳水化合物非热水解进行了探索,结果表明:木薯渣具有较好的酶解性能;随着底物浓度的增大,酶解液糖浓度也不断提高,酶解得率逐渐降低;与间歇糖化工艺相比,16%底物在相同的水解条件和相同的酶添加量的条件下,采用4%的起始底物浓度,每隔12 h进行补料,葡萄糖得率从53.6%提高到72.4%;以不添加任何营养物质的水解液为原料进行酒精发酵,24h乙醇浓度达到24.9 g/L,乙醇得率达到42%,发酵效率为82%,乙醇产率达到1.04 g/(L.h),葡萄糖利用率达到97%。     

响应面试验优化黏质沙雷氏菌利用菜籽饼粕产灵菌红素工艺

为筛选得到一株产灵菌红素的黏质沙雷氏菌为发酵菌种,采用响应面法优化培养基组分和发酵条件,提高黏质沙雷氏菌生产灵菌红素的效率,结果表明,黏质沙雷氏菌最优培养基组分及发酵条件为玉米粉用量10 g/L、菜籽饼粕用量21.7 g/L、硫酸锌质量浓度0.05 g/L、发酵液初始pH 5.8、接种量5.5%、装液量80 m L/250 m L三角瓶、温度27℃、摇床转速200 r/min,培养24 h后,发酵液中灵菌红素产量达到11.56 g/L。本研究为高温菜籽饼粕原料发酵生产灵菌红素提供理论依据。     

枯草芽孢杆菌发酵牦牛血制备抗氧化肽工艺优化

为优化枯草芽孢杆菌液态发酵制备牦牛血抗氧化肽工艺,以酵解液的羟基自由基(·OH)清除率为主要指标,研究发酵时间、接种量、底物浓度对酵解液抗氧化效果的影响,在该基础上进行响应面优化试验。确定最佳发酵条件为:底物浓度75g/L,接种量2.5%(V/V),发酵时间69.5h。在该条件下制备出·OH清除率为74.48%的牦牛血抗氧化肽,·OH清除率理论值为75.78%,最终发酵上清液多肽含量为2.31mg/mL。     

高产蛹虫草诱变菌株发酵条件优化及放大

考察高产蛹虫草诱变菌株放大发酵条件,为产业化奠定实验基础。以蛹虫草菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为指标,采用单因素试验的方法优化5 L发酵罐发酵条件:搅拌转速、发酵培养基初始pH值和接种量,并在此条件下重复4次实验,以考察发酵条件的稳定性;进一步考察15 L和100 L发酵罐发酵条件。5 L发酵罐发酵条件为:转速250 r/min、起始pH值7、接种体积分数6%,发酵温度26℃,通气量250 L/h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到23.29 g/L、0.94 g/L、162.84 mg/L和2.06 g/L,4次重复实验发酵条件稳定(P0.01)。15 L发酵罐的最佳发酵时间为72 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到30.84g/L、1.10 g/L、233.22 mg/L和1.89 g/L;100 L发酵罐的最佳发酵时间为47 h,菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度分别达到32.05 g/L、1.33 g/L、187.20 mg/L和3.51 g/L。5 L发酵罐发酵条件稳定,以菌丝体干重、多糖、腺苷和虫草酸质量浓度为综合考察指标,分别绘制了高产蛹虫草诱变菌株15 L、100 L发酵罐发酵生长曲线,为生产提供了数据依据。     

酿酒酵母Y3401产乙醇条件优化及其产香特性

以酿酒酵母Y3401为出发菌株,对其产乙醇条件进行优化,并探究其发酵产香特性。在乙醇发酵培养基的基础上,采用单因素Step-by-step和正交试验方法确定酿酒酵母Y3401高产乙醇的发酵条件是:葡萄糖300 g/L,酵母浸粉37.8 g/L,初始pH 5.2,活化24 h,接种量3%,装液量30 mL/250 mL,在30℃,100 r/min条件下培养32 h。在此条件下,酵母Y3401产乙醇质量浓度高达117.2 g/L,相比初期产量(52.4 g/L)提高了1.24倍。采用顶空固相微萃取-气质联用仪分析该酵母的高粱浸出液在30℃,100 r/min培养32 h后的挥发性风味物质,结果表明,该酵母能产苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸苯乙酯等40种对白酒品质有重要贡献的风味物质。这说明酿酒酵母Y3401不仅高产乙醇,而且产生多种改善白酒品质的风味物质,这些特性有利于其在白酒酿造中的应用。     

基于柑橘浓缩汁的醋杆菌与酵母发酵特征

以柑橘浓缩汁为唯一原料,研究了葡糖醋杆菌和鲁氏酵母在单一或混合模式下的3种溶氧水平中的发酵特征。结果显示葡糖醋杆菌对糖的利用弱,最低残留总糖和还原糖分别为292.31 mg/m L和74.41 mg/m L,但将乙酸完全消耗。酵母对柑橘汁中的糖和乙酸消耗较彻底,同时乙醇最大积累水平为65.00 g/L(静置模式)。在共酵模式下,溶氧的改善使得糖在72 h~96 h几乎被消耗完,而接种比例的改变将导致发酵终点乙醇最大浓度(35.00 mg/m L)从间歇振荡模式转变为静置模式。只有在单一葡糖醋杆菌条件下,发酵终点的乙偶姻浓度维持在(125.36±13.73)μg/m L。可见,微生物种类、接种比例和溶氧水平对整个发酵过程均产生影响。最佳发酵条件是葡糖醋杆菌与鲁氏酵母混合间歇振荡模式发酵96 h,其总糖和还原糖浓度分别为130.56 mg/m L和37.85 mg/m L,乙醇和乙酸浓度分别为56.00 g/L和33.97μg/m L,乙偶姻浓度为34.02μg/m L。