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酒精高糖发酵及酵母固定化研究

李丹

  燃料乙醇作为替代石油的绿色可再生能源在全世界引起广泛关注。燃料乙醇的使用可以减少汽车尾气的排放,缓解温室效应。本论文首先以甘蔗汁为原料,对适宜酒精高糖发酵的酵母菌株进行筛选;优化蔗汁酒精高糖发酵的工艺条件,初步探讨高糖发酵过程中糖利用情况及糖渗透压变化方程;以泡沫多孔陶瓷为载体固定酵母细胞,优化固定化吸附及发酵条件;将筛选出的酵母运用到糖蜜(甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜)发酵中,比较并优化两种糖蜜培养基。主要研究结果如下: 通过比较五种酿酒酵母(酿酒酵母2.119、R12、As2.1190、安琪耐高温酿酒活性干酵母和丹贝利耐高温酿酒活性干酵母)的生长曲线、酒精耐受性和高糖耐受性,选择一株最适合酒精高糖发酵的酿酒酵母,并研究该酵母的耐酸性。结果表明:酿酒酵母2.119在蔗汁中生长迅速、菌种浓度较高,并具有良好的酒精耐受性、高糖耐受性和耐酸性,高糖发酵性能优于其它四种酵母。 以酿酒酵母2.119为菌种,通过单因素和正交试验获得其最佳发酵条件为:锤度30°Bx,pH值4.5,温度30℃,接种量10%。影响酒精浓度的主次顺序为:锤度>温度>接种量>pH值。 通过研究不同锤度下,发酵液中的酒精、蔗糖、果糖和葡萄糖浓度随时间的变化情况可知,酵母利用果糖滞后于葡萄糖,且随着锤度的升高,滞后时间越长。酵母对果糖的利用受酵母可利用的葡萄糖含量限制。在高糖情况下,发酵液中糖份的渗透压与时间成负线性关系,且下降速率与初始糖锤度线性负相关。 通过添加不同营养物可知,蛋白胨、甘氨酸和MgSO_4对该菌株高糖发酵有促进作用,其中MgSO4的促进作用最为显著。 通过单因素和正交实验优化陶瓷吸附条件可知,最佳吸附参数为:温度20℃,摇床频率120 r/min,菌体浓度10~8个/ml,吸附时间90min,此条件下酵母吸附量达6.81×10~8个/g。在10个批次的发酵过程中,固定化发酵酒精浓度总体较为平稳,基本在13%以上。通过单因素实验优化甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜培养基,结果表明甘蔗糖蜜最佳添加量为:尿素0.1%(w/w),过磷酸钙0.1%(w/w),麦芽粉0.1%(w/w);甜菜糖蜜最佳添加量为:尿素0.3%(w/w),过磷酸钙0.1%(w/w),麦芽粉0.1%(w/w)。……   
[关键词]:甘蔗汁;高糖;固定化;陶瓷;糖蜜
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华南理工大学2011年