利用葡萄糖废母液生产酒精的研究

选育出两株利用葡萄糖废母液生产酒精的菌株S_(995)和S_8。S_(095)用于70％母液和30％糖蜜混合连续酒精发酵,醪液中酒精份平均可达10.1％。S_8用于50％、70％母液和50％、30％玉米糖化醪混合生产酒精,醪液中酒精份可达12.37％(实验室数据)和10％(实际生产数据)。     

固定化细胞技术发酵玉米醪生产酒精的研究

本文报导了固定化酵母(S.cerevisiae 9064)批次发酵玉米醪生产酒精的研究。采用自制“多层分隔式生物反应器”在最适发酵条件下,成熟醪的终酒精浓度达10％(V/V)左右,发酵时间可由传统发酵的72h缩短到22h左右,酒精生产力提高了3倍。在吨级反应器连续运转试验时,固定化增殖酵母细胞活性稳定性可持续半年以上,PVA—凝胶粒的机械强度和弹性等以及醪液中酒精含量基本保持不变。     

传统绍兴黄酒酿造真菌群落与多样性发生机制

为了揭示绍兴黄酒酿造真菌群落与多样性的发生机制,依托Illumina MiSeq PE300高通量测序平台对淋饭酒母、麦曲与发酵醪液样本中的真菌资源进行研究。从淋饭酒母、麦曲、初醪、熟醪样本中分别获得136000、215283、166150、143624条优化序列,聚类后分别得到32、133、107、84个操作分类单元(OUT),酿造真菌多样性与丰富度表现出麦曲＞初醪＞熟醪＞淋饭酒母的趋势。从门水平来看,所有样本中的子囊菌均占有绝对优势;在属水平上,酵母在淋饭酒母中表现出明显的优势,曲霉为麦曲中的优势真菌,初醪与熟醪中的优势真菌主要是酵母和曲霉。随着黄酒酿造时间的延长,醪液中酵母的比例逐渐升高,而包括曲霉在内的其他真菌类群表现出逐渐减少的趋势。主坐标分析(PCoA)和相似性聚类分析结果表明,淋饭酒母、初醪和熟醪中的菌群结构更为相近,而麦曲中的真菌资源与其他样本差异很大。对落缸发酵的初始醪液中真菌群落特征进行分析发现,淋饭酒母与麦曲对绍兴黄酒酿造真菌群落的形成具有重要影响。在酿造真菌群落构建过程中,源于淋饭酒母、麦曲等糖化发酵剂的优势种类发挥主导作用。     

酱油生产中用固定化乳酸细菌进行快速连续乳酸发酵

在酱油分批生产中,酱油醪的酶水解,乳酸发酵和乙醇发酵时间需要6个月。乳酸发酵在控制酱醪的pH和为酵母菌的乙醇发酵准备适合的条件是很重要的。乳酸发酵过程对酱油醪的质量控制也很重要,它能影响酱油的风味。研究表明,在酱油醪中加乳酸菌,对快速发酵是有效的。但需要在酱油醪发酵之前大量培养乳酸细菌。此外,乳酸细菌和酵     

优良菌种发酵葡萄酒优化条件的探讨

以诱变耐低温果酒酵母菌种YU2.28和产香酵母S15.3为发酵菌株,进行了葡萄酒发酵条件优化的试验研究.探讨了菌种生长温度、通氧量等因素,通过对菌种的生长情况和发酵醪液中总酯含量的变化分析,确定了自选酵母酿制葡萄酒的最佳技术参数,并对优化条件下发酵得到的葡萄酒进行GC/MS分析.结果显示：YU2.28和S15.3以1：3比例的混合发酵,接种量3%,调节醪液pH值为4.0,SO2添加量40 mg/L,发酵温度20℃,主发酵6 d内控制以230r/min的摇床转速进行摇瓶发酵,并进行9 h（每天1.5 h）供氧处理,后发酵30 d,酿造出的葡萄酒品质较佳,具有酒体丰盈,酒液澄清透亮,香气醇和的特征.成品酒香气成分共检测出醇类9种,酯类8种,酸类6种和少量的醛类、酮类等成分.     

常压甘油自催化预处理麦草浓醪发酵纤维素乙醇

目前纤维素乙醇成本偏高的根本原因在于没有达到淀粉质乙醇发酵水平的"三高"(高浓度、高转化率和高效率)指标,提高水解糖液浓度和避免发酵抑制物来实现浓醪发酵,是解决问题的关键。文中以常压甘油自催化预处理麦草为底物,尝试采用不同发酵策略,探讨其浓醪发酵产纤维素乙醇的可行性。在优化培养条件(15%底物浓度,加酶量30 FPU/g干底物,温度37℃,接种量10%)下同步糖化发酵72 h,纤维素乙醇产量为31.2 g/L,转化率为73%,发酵效率0.43 g/(L·h);采用半同步(预酶解24 h)糖化发酵72 h,纤维素乙醇浓度达到33.7 g/L,转化率为79%,发酵效率为0.47 g/(L·h),其中(半)同步糖化发酵中90%以上纤维素已被糖化水解用于发酵;采用分批补料式半同步糖化发酵,补料到基质浓度相当于30%,发酵72 h时纤维素乙醇产量达到51.2 g/L,转化率为62%,发酵效率为0.71 g/(L·h)。在所有浓醪发酵中乙酸不足3 g/L,无糠醛和羟甲基糠醛等发酵抑制物。以上结果表明,常压甘油自催化预处理木质纤维素基质适用于纤维素乙醇发酵;分批补料式半同步糖化发酵策略可用来进行浓醪纤维素乙醇发酵;未来工作中提高基质纯度和强化酶解产糖是浓醪纤维素乙醇达到"三高"指标的关键。     

扣囊复膜孢酵母BGL1基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母b-葡萄糖苷酶基因(BGL1)和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg, 通过酵母染色体同源重组, 将BGL1基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长, 48 h时b-葡萄糖苷酶酶活达到0.764 U/mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中, 与宿主菌株相比, 重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％, 达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

扣囊复膜孢酵母BGL1基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母b-葡萄糖苷酶基因(BGL1)和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg, 通过酵母染色体同源重组, 将BGL1基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长, 48 h时b-葡萄糖苷酶酶活达到0.764 U/mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中, 与宿主菌株相比, 重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％, 达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

扣囊复膜孢酵母BGLl基因在工业酒精酵母中的整合表达

构建了含有工业酿酒酵母自身GPD2启动子和终止子、扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因（BGL1）和潮霉素选择性标记hyg的重组质粒pPIC-gpd-bgl-hyg,通过酵母染色体同源重组,将BGLl基因整合进入工业酒精酵母的染色体上。重组酵母可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基上生长,48h时β-葡萄糖苷酶酶活达到0.764U／mL。在玉米浓醪酒精发酵实验中,与宿主菌株相比,重组酵母醪液中纤维二糖含量减少约80％,达到了消耗醪液中纤维二糖含量的目的。     

多级串联悬浮床反应器系统中自絮凝颗粒酵母乙醇连续发酵耦合废糟液直接全循环使用的研究

在一套四级串联悬浮床生物反应器系统中,以双酶法制备的玉米粉糖化液为底物,进行了废糟液全循环条件下自絮凝颗粒酵母乙醇连续发酵的实验研究。在实验中,每隔5 d将从末级反应器收集到的发酵液集中精馏处理,得到的废糟液直接用于玉米粉调浆制糖。系统连续运行了120d,共进行了24批次实验,数据分析表明系统达到了平衡状态。在平均发酵时间为20h条件下,发酵终点乙醇浓度平均为11.7%（V/V）,残还原糖浓度平均为7.9g/L,装置运行平稳。这些工作为自絮凝颗粒酵母乙醇发酵耦合废糟液直接全循环使用、实现污染物源头减废、清洁生产奠定了理论和实验基础。     

利用中温蒸煮工艺进行高浓度酒精发酵

用中温蒸煮工艺生产高浓度酒精,首先利用耐高温α－淀粉酶在9s～97℃下同时糊化和液化淀粉．接着在60℃下加高转化率的糖化酶进行糖化,最后在30℃下加酵母菌悬液进行发酵。酵母菌w4在60h内可以产生18．3％的乙醇,在成熟发酵醪中的残还原糖和总糖分别为1.2％和4．1％,细胞存活率为68．5％。如果在发酵培养基中添加一定量的硫酸铵,可进一步改进这一工艺,使成熟发酵醪的乙醇浓度提高到18.9%,发酵周期缩短到50h,残还原糖和总糖分别减少到0.27％和3.1％。     

戊糖和己糖共发酵生产燃料乙醇条件研究

利用嗜鞣管囊酵母P-01对木糖和葡萄糖共发酵生产燃料乙醇的条件进行了试验研究,结果表明,木糖和葡萄糖混合液生产燃料乙醇的最佳条件为发酵液的pH值5.5、30℃、摇床转速120 r/min、接种量10%、发酵液初始糖浓度6%、葡萄糖与木糖之比为2、发酵周期为84h。在最佳发酵条件下,发酵醪液中的燃料乙醇浓度为2.101%,糖醇转化率为35%。     

广西甘蔗糖蜜酒精发酵技术获突破，发酵效率提高3％

糖蜜是制糖业的副产物,广西每年有300万t的标准糖蜜,可生产70多万t酒精。由于我国糖蜜酒精发酵水平较低,醪液酒精体积分数只有9％～10％,造成糖蜜酒精生产能耗高、排污量大、生产成本高。     

β-1,3-葡甘露聚糖酶辅助提取圆红冬孢酵母油脂

为考察β-1,3-葡甘露聚糖酶辅助提取圆红冬孢酵母Rhodosporidium toruloides油脂工艺的应用潜力,以R. toruloides Y4发酵醪液为原料,乙酸乙酯为溶剂,在10 L规模下研究了酶解和萃取条件对油脂提取率的影响,并进行了初步物料平衡分析。结果表明：酶处理0.5 h,油脂提取率可达71.1%,酶解效率与10 mL小体系所取得的结果相当。通过多次萃取,有效缓解了乳化现象对油脂提取的影响。经过3次萃取,油脂提取率、溶剂回收率和总物料回收率分别达92.9%、87.0%和94.2%。酶辅助提取油脂工艺可直接利用油脂发酵醪液,提取率高,对设备要求低,具有很好的工业化应用潜力。     

温度对超高浓度酒精生料发酵体系的影响

通过对超高底物浓度生料发酵中温度的影响研究发现,采用温度梯度的方法可大幅提高酵母的生产效率。以高粱为例,采用35%绝对干物浓度,在新型生料水解酶的配合下,通过合适的逐级降温培养方式,使用普通酒精干酵母,在90h内发酵醪液酒精浓度可达20%(V/V)以上。     

丁醇萃取发酵耦联生产改良型生物柴油过程的性能优化

传统丙酮丁醇发酵的产物浓度太低,蒸馏回收发酵产品大量耗能.为研究探讨直接利用发酵产物的可能性,在15%高初始玉米醪浓度条件下、以地沟生物柴油为萃取剂,探讨了生物柴油添加量,萃余液回用率、和添加微量电子供体对丁醇发酵耦联生产改良型生物柴油过程各主要性能指标的影响.通过环境条件优化,地沟生物柴油的质量显著提高,16烷值由51.4提高至54.4;添加微量中性红后"丁醇实质性得率"可以达到18%,耗能的发酵产品回收过程有望省去;萃余液回用率超过50%,有望逐步向国家所大力倡导的"节能减排"的工业生产模式靠近.     

酱醪中魏斯氏菌的分离及特性分析

【背景】魏斯氏菌广泛存在于发酵食品中,它们与食品发酵进程和风味物质的形成密切相关。酱油发酵过程酱醪中细菌的优势菌属是魏斯氏菌,研究魏斯氏菌的生理和代谢特性对于揭示菌株对环境的适应性和与酱油发酵相关的功能具有重要意义。【目的】从酱油酱醪中分离获得魏斯氏菌属中主要种的菌株,研究它们在酱油发酵过程的数量变化以及菌株的生理和生化特性,阐明菌株对酱油发酵体系的适应性和与酱油发酵相关的特性。【方法】通过菌株绝对数量的定量分析和耐受性比较,以及考察高盐条件下魏斯氏菌合成短链脂肪酸、胞外多糖、生物胺和氨基甲酸乙酯或其前体等特性,研究各类魏斯氏菌对酱油发酵和其安全性的影响。【结果】从高盐稀态酱油的酱醪中共分离得到16株魏斯氏菌,分别属于融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、类肠膜魏斯氏菌(Weissellaparamesenteroides)和食窦魏斯氏菌(Weissellacibaria)。其中类肠膜魏斯氏菌可耐受高盐条件,是酱醪中魏斯氏菌属的主要菌种。它们合成短链脂肪酸的能力高于融合魏斯氏菌和食窦魏斯氏菌。酱醪来源的魏斯氏菌合成氨(胺)类危害物的特性区别较大,类肠膜魏斯氏菌的部分菌株产生物胺并可利用精氨酸积累瓜氨酸,食窦魏斯氏菌则能够降解多种生物胺。【结论】揭示了酱醪中主要魏斯氏菌的耐盐特性、在较低温度下生长情况和物质代谢规律,对于阐明魏斯氏菌与酱油发酵相关的功能和特性以及对酱油加工过程安全控制具有重要意义。     

成都生物所开展的鲜甘薯燃料乙醇万吨级生产实验

成都生物所筛选出的高效高浓度乙醇发酵菌株,针对鲜甘薯特征性高黏度开发了高效降黏综合技术,将小试、中试获得的各种参数指标优化,应用于万吨级燃料乙醇示范生产线上。连续5批次发酵实验结果表明,通过鲜甘薯高效降黏酶系的作用,可使发酵醪的黏度从10000mPa·S以上降到1000mPa·S以下,发酵时间在30h以内,乙醇体积浓度平均可达10．54％,最高可达到12．41％,平均发酵效率高于90％。发酵醪料水比可达到4：1,具有明显的节能效果。     

用原生质体融合构建高产酒精酵母株

用单孢子分离、单倍体诱变、原生质体融合等手段,获得了酵母菌株——科生９０６４。用该菌的固定化细胞进行发酵玉米糖化醪生产酒精的扩大试验。经８个月的吨级生物反应器运转试验结果证明,该酵母凝胶粒子活性稳定,在玉米糖化醪液初糖浓度为１８％～２０％,ｐＨ值４.０～５.０,温度为３８～４０℃的条件下,发酵时间约为２０ｈ,终酒精含量达９％～１１％（Ｖ／Ｖ）,残糖含量为１.０％以下,理论转化率达９０％以上。并对新菌株的培养形态及生理生化特征等进行了研究,证明它是一株新型的酿酒酵母菌     

膜片状填料固定化酵母薯干酒精发酵生物反应器的研究

针对以薯干为原料固定化酵母带渣酒精发酵的特点,研制了一种新型的容积为1m~3的膜片状填充床生物反应器,并历时半年多考察了该反应器的操作稳定性,得出较佳的发酵周期和醪液循环量等.实验结果表明:膜片状填充床固定化酵母生物反应器的酒精发酵速率远大于传统式发酵罐;其淀粉利用率可达91～92%,乙醇生产能力可达9.5kg EtOH/m~3·h.