基于差分进化算法的酵母培养在线自适应控制

酵母培养中,若碳源添加不足则会抑制菌体生长,无法达到高密度;若碳源添加过量则会引起副产物乙醇的积累,导致细胞受到毒害,并降低碳源的利用效率.为解决这一矛盾,提出了一种基于差分进化算法(differential evlolution algorithm,DE)的在线自适应底物流加策略(DE-PID)并将其用于酿酒酵母和毕赤酵母的培养过程.在酿酒酵母培养中,利用DE-PID策略对呼吸商实施定值控制,培养34 h后的细胞密度达到52.5 g-DCW/L,比传统底物流加策略(DO-Stat)下的相应值提高91％.在毕赤酵母培养过程中,采用DE-PID策略分别对溶解氧浓度(D0)和乙醇浓度实施定值控制.在这两个批次中,DO均能够被控制在稳定水平,乙醇浓度均被控制于2g/L以下,培养34 h后的细胞密度分别达到112.25和113.25 g-DCW/L.
树莓果实适合加工果汁、果酒、色素等产品.对树莓干酒加工技术进行研究为其开发利用提供依据.通过单因素试验和正交试验结果表明:以选用RC212酵母作树莓干酒酿酒酵母,纯树莓原汁为发酵原料,最佳接种量为0.2 g/L,最适发酵温度为18～20℃,初始二氧化硫浓度为6×10,调糖为180 g/L进行发酵,获得的树莓原酒品质较好.发酵原酒加入0.3 g/L明胶澄清后,在交换量1:(10～15)(体积比)下用D380弱碱性阴离子交换树脂降酸幅度达76.9%,而对树莓干酒的商品性没有影响,处理后树莓干酒的滴定酸含量达到国家标准.
目的 探讨啤酒花总查尔酮的最佳提取工艺及其对过氧化氢(H2 O2)氧化损伤H9C2心肌细胞的保护作用.方法 采用正交试验法研究了提取时间、料液比与提取次数对啤酒花总查尔酮得率的影响,并研究了总查尔酮对过氧化氢氧化损伤H9C2心肌细胞保护作用.结果 总查尔酮最佳提取工艺条件为:提取时间5 min、料液比1:20、提取次数2次,此条件下黄腐酚得率可达19.9μg?mL-1,明显提高过氧化氢损伤H9C2细胞存活率,并降低乳酸脱氢酶(LDH)含量、提高超过氧化歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性.结论 在最佳条件下黄腐酚具有较高的提取得率,对过氧化氢损伤H9C2心肌细胞具有较好的保护作用,为啤酒花进一步研究与开发提供依据.
对啤酒酵母的红外光谱进行了分析.其红外谱图主要由蛋白质的吸收带、碳水化合物的吸收带组成.结合ZnSO4后,啤酒酵母的主要成分和结构保持完整,但蛋白质的特征峰的吸收强度下降.
为考察酿酒废水-微藻培育耦合体系的最适磷营养条件,对莱茵衣藻、二形栅藻在单一培养和共培养条件下的生长状况进行了观察,并剖析了对酿酒废水中营养盐的吸收去除效率.采用控制变量法对酿酒废水总磷浓度进行调控,研究了不同磷浓度对微藻的干重、比生长速率、蛋白质含量,以及对总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)、化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除量和去除效率的影响.研究结果表明:莱茵衣藻对磷需求总体上大于二形栅藻对磷需求,当初始总磷浓度为16.40 mg/L,初始氮磷比为2.45时,莱茵衣藻最终生物量达到839.50 mg/L,藻蛋白含量达到53.37 mg/L,对TN、TP、COD的去除率分别为93.48％、91.75％、67.90％;二形栅藻生物量最高达到650.00 mg/L,藻蛋白含量达到131.04 mg/L,对TN、TP、COD的去除率分别为95.76％、73.93％、83.43％;而两种藻在共培养条件下,其生长曲线处于单一培养两种微藻下的生长曲线之间,TP、TN的去除率分别为83.66％、95.24％,COD的去除规律与二形栅藻类似.研究发现酿酒废水-微藻培育耦合体系,无论是单一还是共培养体系,酿酒废水总体均能达到地表水环境质量标准(GB3838—2002)的Ⅳ类水总磷要求.
以速生杨二步超低酸水解方法获得的水解液为原料,在 28 ℃、100 r/min 等发酵条件下,选择热带假丝酵母(C.2.637)和酿酒酵母(S.2.699)分别对第一步和第二步水解液进行了发酵制取燃料乙醇的研究,并考查了Ca(OH)2中和、过中和、活性炭吸附等预处理方法及菌种预适应驯化对乙醇转化率的影响.结果表明:热带假丝酵母能够更好地利用第一步水解液生成菌体,适合生产单细胞蛋白;菌种驯化后发酵速度和乙醇转化率均有提高,尤其是以酿酒酵母发酵第二步水解液,乙醇转化率由 14.45 % 增至 39.37 %;Ca(OH)2过中和的方法处理后的水解液,乙醇转化率有所增加;以五碳糖为主同时含有六碳糖的速生杨第一步水解液,假丝酵母发酵产乙醇的效果好于酿酒酵母.