糖蜜酒精酵母細(xì)胞固定化多尺度優(yōu)化及其生物學(xué)特性研究.pdf

1、糖蜜是制糖工業(yè)的副產(chǎn)物，具有生產(chǎn)集中，產(chǎn)量大等特點(diǎn)。目前糖蜜主要用來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)酒精。本研究主要是對(duì)糖蜜酒精酵母細(xì)胞固定化進(jìn)行多尺度的優(yōu)化:篩選發(fā)酵性能優(yōu)良的固定化酵母菌;選擇優(yōu)良的固定化載體;優(yōu)化載體固定化成型工藝;對(duì)固定化酵母發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)通過(guò)比較六株釀酒酵母菌篩選出最適合用于糖蜜酒精發(fā)酵的固定化酵母菌株:以淀粉酵母A為對(duì)照菌株，對(duì)由AS2.1190馴化篩選得到的A8、A43、A61、B2、D

2、4五株酵母菌進(jìn)行菌落形態(tài)特征比較、發(fā)酵性能等方面比較，結(jié)果表明:糖蜜酒精酵母菌A43、A61、D4三株酵母菌具有典型的酵母菌落形態(tài)，發(fā)酵性能強(qiáng)，發(fā)酵糖蜜酒精含量高，殘?zhí)橇康?，尤其是糖蜜酒精酵母A43表現(xiàn)出很強(qiáng)的發(fā)酵能力，酒精含量高達(dá)到11.18％(v/v)，殘?zhí)橇康蜑?.13g/L且優(yōu)于對(duì)照用淀粉酒精酵母A，綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇糖蜜酒精酵母A43為最佳固定化酵母源。
　　 (2)經(jīng)過(guò)對(duì)海藻酸鈣、聚乙烯醇、聚乙烯醇-海藻酸鈣三種固定化

3、載體從機(jī)械強(qiáng)度、傳質(zhì)性能、發(fā)酵性能等方面的比較，得出聚乙烯醇-海藻酸鈣固定化載體機(jī)械強(qiáng)度高，優(yōu)良的傳質(zhì)性能，發(fā)酵性能強(qiáng)，且價(jià)廉易得，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。比較不同的處理方法和成型工藝手段對(duì)復(fù)合材料固定化酵母的影響，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化制備復(fù)合材料聚乙烯醇-海藻酸鈣固定化載體的工藝條件:聚乙烯醇濃度9％(w/v)、海藻酸鈉濃度1.0％(w/v)，制備成顆粒狀的固定化酵母。從實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)和糖蜜酒精連續(xù)化發(fā)酵工藝兩方面方面考慮，決定

4、采取反復(fù)冷凍-解凍的固定化方法制備成蜂窩煤狀的固定化酵母。按照最優(yōu)工藝制備的復(fù)合材料聚乙烯醇-海藻酸鈣固定化糖蜜酒精酵母的機(jī)械強(qiáng)度為37.52g·mm-2，傳質(zhì)系數(shù)為0.1935，酒精含量12.18％。
　　 (3)選取發(fā)酵初始糖蜜的錘度、發(fā)酵pH值、發(fā)酵溫度、固定化酵母接種量四個(gè)影響因素，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)選用表L16(45)進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化固定化酵母的發(fā)酵條件，確定以聚乙烯醇-海藻酸鈣固定化糖蜜酒精酵母發(fā)酵糖蜜酒精的最優(yōu)發(fā)酵條件