PVA共固定化双菌种发酵海藻酒的研究

采用ＰＶＡ为载体共固定化酿酒酵母和产香酵母发酵海藻,酿造海藻酒。对游离细胞与固定化细胞的分批发酵和连续发酵的动力学进行了研究并建立了相应的发酵动力学方程。实验结果表明：酿酒酵母和产香酵母二种菌种菌量的最佳配比为４∶１,发酵温度２０℃,共固定化细胞分批发酵和连续发酵凝胶粒的充填系数分别为０２５和０５,游离混合细胞的发酵时间为７ｄ,共固定化细胞连续发酵稀释速率０１２／ｈ,其发酵时间为０５ｄ左右。经１６０ｄ连续发酵实验,ＰＶＡ固定化细胞粒子的机械强度良好。     

固定化酵母乙醇发酵及固化小球微生态的研究

比较了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。     

固定化酵母细胞产增香酯的研究

本工作在研究固定化己酸菌的基础上,进一步用海藻酸钙固定化酵母细胞,用活细胞计数法探讨了固定化酵母细胞的存活状态及增殖情况,从促进产酯能力上对固定化酵母和游离酵母进行了比较,并将其应用于白酒发酵之中与已酸菌液共同发酵生成己酸乙酯,可以使普通白酒的主体香气成份提高2.5倍,因此,认为固定化酵母细胞产增香酯在改进白酒质量上将很有前途。     

微胶囊固定化酵母培养的研究*

进行了NaCS-PDMDAAC微胶囊固定化酒精酵母和产朊假丝酵母的实验研究。考察了这两种酵母的培养规律,发现微胶囊固定化酒精酵母的产酒精情况与游离培养基本一致,在连续发酵16批后,仍具有良好的性能。同时固定化产谷胱甘肽(GSH)的产朊假丝酵母的研究也表明固定化培养GSH产量与游离细胞产量相近。     

微胶囊固定化酵母培养的研究

进行了ＮａＣＳＰＤＭＤＡＡＣ微胶囊固定化酒精酵母和产朊假丝酵母的实验研究。考察了这两种酵母的培养规律,发现微胶囊固定化酒精酵母的产酒精情况与游离培养基本一致,在连续发酵１６批后,仍具有良好的性能。同时固定化产谷胱甘肽（ＧＳＨ）的产朊假丝酵母的研究也表明固定化培养ＧＳＨ产量与游离细胞产量相近     

产糖化酶黑曲霉固定化方法比较的研究

采用海藻酸钙凝胶电埋法、以沸石、多孔聚酯等材料为固定化载体的吸附法固定黑曲霉（Aspergillus niger AS3.4309)菌丝细胞,以游离菌丝体作为对照,进行发酵产糖化酶的比较,结果表明：以聚酯泡沫作为固定化载体吸附固定化菌丝细胞产糖化酶活力最高。在产糖化酶的发酵过程中,与游离菌丝体细胞相比,固定化黑曲霉持续产酶时间有一定程度的延长。     

海藻酸钙凝胶颗粒固定化抗冻酵母AFY-1的机制分析及条件优化

本文旨在开发抗冻酵母AFY-1的海藻酸钙凝胶固定化技术,探明固定化机制。在不同海藻酸钠浓度、Ca Cl2浓度和固化时间条件下制备固定化酵母,并在一定条件下进行乙醇发酵,分析发酵能力与酵母生长、凝胶颗粒通透性之间的关系,然后通过响应面实验优化固定化条件。实验结果显示,乙醇收率随凝胶颗粒通透性的增加呈线性增加,而酵母生长与固定化条件无关,基本保持不变。当固定化条件为海藻酸钠质量分数1.45%、Ca Cl2质量分数17.45%、固化时间1.09 h时,固定化酵母的乙醇收率可达24.1%,高于游离酵母的20.9%。此外,固定化酵母的生长能力明显强于游离酵母。在固定化酵母的乙醇发酵中,每个三角瓶(250 m L)内的总细胞数从5.0×10~8个增加到大约11.2×10~8个;而在游离酵母的乙醇发酵中,每个三角瓶内的总细胞数从5.0×10~8个仅增加到7.5×10~8个。     

海藻酸铝固定化酵母生产高浓度酒精的研究

以海藻酸铝凝胶代替海藻酸钙,可使固定化酵母使用寿命显著延长,其海藻酸铝凝胶耐磷酸盐能力比海藻酸钙凝胶提高六倍以上。用海藻酸铝固定化增殖酵母进行分批发酵酒精,成熟醪中酒精含量由３．５％－９．０％（Ｖ／Ｖ）提高到１１．０％（Ｖ／Ｖ）左右。在１．１Ｌ的两个多层生物反应器中,装入海藻酸铝固定化增殖酵母,采用逐步提高糖浓度方法,进行连续发酵,成熟醪接收器中酒精浓度平均为１０．３％（Ｖ／Ｖ）,总糖利用率为９２．４％。     

固定化酵母反应动力学的研究

本文采用微分反应器初速度法对以海藻酸钙为载体的固定化酵母的耗糖动力学进行了研究。测得了固定化酵母的表观动力学常数,并进一步求得了固定化酵母的本征动力学常数。实验结果表明,固定化酵母的表观动力学常数显著受内外扩散的影响,其本征动力学常数与 游离酵母的动力学常数比较,也有较大的不同。此外,对内扩散对反应动力学的影响进行了理论分析和实验验证。     

固定化光合细菌产氢过程的基质利用动力学

研究了固定化荚膜红假单胞菌386、红假单胞菌D两菌株产氢过程基质利用的动力学特性。基质利用与产氢过程以不同的速率进行．琼脂包埋固定化细胞的产氢能力高于海藻酸钙固定化细胞,但最大产氢活性的进程迟于后者。固定化D菌株利用葡萄糖的动力学遵循一级反应,其反应常数K值为1．2×10　2h-1。宏观动力学分析表明,利用基质的产氢过程属于反应控制,扩散传质过程不构成控速步骤。386和D两个菌株固定化细胞生物反应器连续产氢系统,在以乳酸作基质时．平均产氢量分别可达到0．659L／d和0．457L／d,容积(液相)产氢率接近1．OL／L·d。     

固定化酵母酒精发酵动力学性质的初步研究

用固定化细胞连续发酵生产酒精是酒精发酵工艺的重大改革,有关这方面的研究已有许多报道,部分已完成了中试。不过、到目前为止,固定化酵母酒精发酵动力学性质方面的研究只有少数报道。本文用海藻酸钠固定化酵     

膜生物反应器连续发酵法制取甲醇及其发酵动力学初探

采用膜生物反应器系统连续发酵制取甲醇能够及时分离产物,有效抑制甲醇对细胞的毒副作用,因此延长稳定期产甲醇的时间以提高产量。本文对比间歇发酵,研究了不同稀释率0．05h^-1～0．13h^-1下连续发酵的甲醇生成和甲烷氧化菌株Methylomonas．QJ16生长状况,并且初步探讨了该菌株的生长、甲醇形成的动力学特性。结果表明,稀释率为0．1h^-1时,菌体积累和甲醇的体积产率均较高,最长连续发酵持续时间为300h左右;描述连续发酵过程的动力学模型,菌体生长和产物合成的曲线拟合优度分别为0．991、0．994,基本反映了该甲烷氧化菌株连续发酵过程的动力学特征。     

固定化微环境对酿酒酵母代谢的影响

本文报道不同载体固定化酵母的某些代谢行为和细胞形态。观察到以海藻酸钙凝胶固定酵母,其发酵液总挥发酸量、乙酸量分别比自然细胞减少25．8％和50．O％,而丁二酸量高出自然细胞36．5％。以海藻酸钙,聚乙烯醇凝胶固定酵母,其氨基氮的利用率比自然细胞分别提高31．1％和34．1％,在固定化前后、酵母菌对各种a-氨基酸的利用速度亦都发生明显的变化。电镜观察,酿酒酵母的细胞膜内陷、形成“凹池”。     

乳酸发酵动力学研究进展

对乳酸发酵过程中几种典型的发酵过程动力学,如游离细菌进行乳酸发酵动力学、海藻酸钙固定化米根霉的发酵动力学、转盘反应器固定化米根霉的发酵动力学以及聚氨酯固定化米根霉的发酵动力学进行了阐述。     

固定化桔青霉产生核酸酶P_1的研究

利用吸附固定在多孔聚酯载体上的桔青霉(Penicillium citrinum)菌丝细胞,在摇瓶中以分批发酵方式合成核酸酶P_1.试验结果表明:在固定化细胞产酶的条件下,培养液中葡萄糖和蛋白胨的最适浓度分别为10g/L和1g/L,摇瓶转速以180~200r/min为宜.固定化细胞经过48h的产酶周期,培养液中的核酸酶P_1活力可高达513.3U/ml,其产酶效率是游离菌丝的3.6倍,而葡萄糖和蛋白胨的用量仅为游离菌丝产酶的五分之一.在重复分批发酵试验中,固定化菌丝细胞形状稳定,连续28批(共56d)的产酶结果基本一致,每批的平均酶活力为507.4U/ml,在经济上和工艺上均显示了明显的优越性.     

壳聚糖酶产生菌的筛选及固定化细胞产酶

旨在筛选得到一株壳聚糖酶产生菌,并研究固定化细胞产酶的条件。在培养基中以壳聚糖为唯一碳源,对土壤样品进行筛选,获得一株无花果沙雷氏菌(Serratia ficaria CH-0203),该菌可被壳聚糖诱导产生壳聚糖酶。固定化细胞产酶的研究结果表明,多孔玻璃可以有效吸附CH—0203菌细胞。在最适发酵条件下(pH6．5,培养基与载体的总体积48ml,载体与培养基的比例为1．5g/4．0ml,吸附时间是20h-26h),发酵液酶活达到4．5U／ml,比游离细胞发酵提高了16％。采用半连续发酵的方式,固定化的细胞可以稳定发酵产酶120h左右。固定化细胞产酶的效率大大高于游离细胞。     

固定化桔青霉产生核酸酶P_1的研究

利用吸附固定在多孔聚酯载体上的桔青霉(Penicillium citrinum)菌丝细胞,在摇瓶中以分批发酵方式合成核酸酶P_1.试验结果表明:在固定化细胞产酶的条件下,培养液中葡萄糖和蛋白胨的最适浓度分别为10g/L和1g/L,摇瓶转速以180~200r/min为宜.固定化细胞经过48h的产酶周期,培养液中的核酸酶P_1活力可高达513.3U/ml,其产酶效率是游离菌丝的3.6倍,而葡萄糖和蛋白胨的用量仅为游离菌丝产酶的五分之一.在重复分批发酵试验中,固定化菌丝细胞形状稳定,连续28批(共56d)的产酶结果基本一致,每批的平均酶活力为507.4U/ml,在经济上和工艺上均显示了明显的优越性.     

絮凝法固定粟酒裂殖酵母实现乙醇连续发酵过程的研究

本文利用了粟酒裂殖酵母的絮凝颗粒,依此作为固定化手段,在悬浮床生物反应器中,对淀粉糖化液进行了连续发酵的实验研究。对发酵过程中的酵母絮凝颗粒特性作了初步考察。三个月以上的不间断运转,证明该反应器操作可行可靠,酵母浓度可达40-60g(干重)／L,设备的生产强度可达20—24g(乙醇)／L．H,超过一般用载体包埋法固定化酵母的指标。悬浮床反应器由空气为驱动力,由此而供人的有限量氧提高了酵母的发酵活性和对乙醇的耐受性,可使乙醇的比生成速率提高6—8％。本文还根据连续发酵所获得实验数据分别整理出了该发酵体系的动力学方程式,它们是 对通空气情况, V=1.02S-18.2+S(1--112P) 对完全厌氧情况：V=0·943 -24.9+S-S(1-108—P)     

固定化根霉发酵生产脂肪酶

以聚氨酯为少根根霉固定化载体,对固定化后的细胞连续重复批次发酵进行了研究。优化了重复批次发酵培养基组成。在取代发酵液40mL,取代培养基组成为全脂豆粉3%,花生油0.5％条件下,固定化菌体摇瓶实验可连续使用140h,重复9批次。酶的时空产率提高6倍。5L发酵罐小试固定化菌体可连续发酵6批次。固定化细胞连续发酵,大大缩短了发酵的时间,酶的时空产率获得大幅提高。     

固定化米根霉生产L－乳酸的研究

开发了利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件：葡萄糖浓度为５０ｇ／ｌ,载体立方体边长为４～８ｍｍ,载体量为２０ｃｍ３／７０ｍｌ培养基,固定化细胞制备培养时间为２４ｈ．利用固定化细胞发酵产酸速率是游离菌的３倍以上,对糖转化率达７７．７０％,与理论转化率相近。该固定化细胞应用在反复间歇发酵中可稳定１０批次以上。