混菌戊糖己糖发酵产乙醇的研究

比较研究休哈塔假丝酵母单菌发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母两步发酵、休哈塔假丝酵母和酿酒酵母同步发酵3种发酵模式下对混合糖(葡萄糖和木糖)的利用情况,结果显示2种酵母同步发酵能够有效解除葡萄糖的抑制,加快木糖利用速率。采用Plackett-Burman 实验、最陡爬坡实验和中心组合设计,对2种酵母混菌利用戊糖己糖发酵生产乙醇的培养基进行优化,得到最优培养基条件：硫酸铵9．09 g/L、磷酸二氢钾8.96 g/L、氯化钙0.34 g/L,在此条件下发酵得到乙醇产量为21.71 g/L,较优化前(19.85 g/L)提高了9.4%；混菌在优化后的培养基下进行发酵,酵母浊度OD由12.12增长到了21.87,木糖利用率由优化前的82%增长到优化后的93%。
为了寻找传统巴氏杀菌的替代技术,本实验对浑浊小麦啤酒分别进行热辅助超声波(thermosonication,TS)(在温度50℃和体积功率2.7 W/mL条件下分别处理1、2、3 min)和传统的巴氏杀菌(60℃、15 min)处理,并跟踪了各个样品在84 d的贮存期内微生物、胶体浑浊、风味、泡沫稳定性等变化.结果表明,TS处理后的小麦啤酒微生物稳定性与热处理啤酒相同,贮存期内乳酸菌和醋酸菌均被抑制.与未处理的对照组相比,TS和热处理对小麦啤酒的主要参数(乙醇体积分数、原麦汁浓度、pH值、苦味值和黏度)几乎没有影响,热杀菌会增加色度.此外,相比于TS处理,热处理还会导致小麦啤酒的苯乙醇和乙酸乙酯含量上升;乙酸异戊酯含量下降.但这两种处理方式都不会引起小麦啤酒中4-乙烯基愈创木酚和4-乙烯基苯酚含量的显著增加.同时,TS处理的小麦啤酒较热杀菌啤酒有更高的胶体浑浊稳定性和泡沫稳定性.动态光散射分析发现,经TS处理的小麦啤酒具有更小的尺寸和更加均匀的颗粒分布,从而有利于贮存期内其胶体浑浊稳定性.
采用响应面分析法优化提高高浓啤酒醇酯比的发酵工艺条件.在单因素实验的基础上,选取麦汁溶解氧、接种酵母数、主发酵温度作为影响因子,以醇酯比为响应值,利用Box-Benhnken中心组合设计,研究各自变量及其交互作用对醇酯比的影响,模拟得到二次多项式回归方程预测模型,确定提高高浓啤酒醇酯比的优化条件是:麦汁溶解氧11.92 mg/L,接种酵母数2.59×10 7个/mL,主发酵温度10.9℃,在这一条件下,醇酯比达到4.35.方差分析结果表明,麦汁溶解氧含量对提高高浓啤酒醇酯比具有显著的调控作用.
研究米曲霉和酿酒酵母混合固态发酵热榨花生粕同步提取花生非淀粉多糖和抗氧化肽,为花生粕的高值化利用提供理论基础。以发酵产物的可溶性氮浓度、1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基清除率、羟自由基清除率和非淀粉多糖得率为考察指标,研究了菌种比例、接种量、营养盐溶液量、发酵温度、发酵时间、水浴温度和水浴时间对发酵效果的影响,确定最佳工艺条件为：菌种比例1∶2,接种量3mL,营养盐溶液添加量30mL,发酵温度33℃,发酵时间42h,水浴温度40℃,水浴时间6h。此工艺下发酵产物的可溶性氮浓度为46.32mg /mL、DPPH 自由基清除率为71.90%、羟自由基清除率为96.96%、非淀粉多糖得率为4.36%。发酵产物经乙醇沉淀和超滤分离得到的花生非淀粉多糖和抗氧化肽产品具有清除自由基、抑制脂质过氧化、金属离子螯合力和还原力等4大类抗氧化活性。
本实验选用符合《饲料添加剂品种目录》的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)EM1、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)JM、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)BW2作为发酵菌株对花生粕进行固体发酵,以多肽和总酸含量为指标,通过单因素实验及正交试验对植物乳杆菌、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌接种量,发酵温度,发酵时间和料液比进行优化.确定工艺参数为:植物乳杆菌接种量5％,酿酒酵母接种量9％,枯草芽孢杆菌接种量9％,料液比1∶1.2,发酵温度37 ℃,发酵时间48 h.在此条件下发酵花生粕,多肽和总酸含量分别为18.89％±0.35％和9.12％ ±0.23％,较优化前分别提高33.78％和24.45％,提高幅度较大,可见优化后工艺稳定且重复性较好.
为了研究蒲城椽头馍种子面团中的主要菌种酵母菌和乳酸菌的多样性,随机采取椽头馍传承人、西关椽头馍生产作坊、蒲城椽头馍厂、高阳村、九堂、石龙村、兴蒲清真食品厂及2个体户9份椽头馍种子面团进行分离、纯化、鉴定,得出酵母菌检出量在7.05×102～1.5×106 CFU/g(干基),乳酸菌为1.08×103～1.94×106 CFU/g(干基).通过26S rDNA D1/D2区和ITS区分析,54株酵母菌隶属于酿酒酵母,异常威克汉姆酵母,库德里阿兹威(氏)毕赤酵母,锁掷孢酵母.其中酿酒酵母在除高阳村外的8份样品中均有检出,且在系统发育树上聚集在一个由42株菌构成的大分支上,即优势酵母菌.7株乳酸菌通过16S rRNA序列分析,隶属于瑞士乳杆菌,戊糖片球菌,在西关椽头馍生产作坊和个体户2鉴定出5株瑞士乳杆菌,占71％,为优势菌.结果表明:蒲城椽头馍种子面团中酵母菌、乳酸菌具有一定的多样性,酿酒酵母和瑞士乳杆菌为其中的优势菌.