利用苹果渣制备酒精的工艺研究[2]

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1、利用苹果渣制备酒精的工艺研究太原理工大学2008年7月10利用苹果渣制备酒精的工艺研究本文阐述了鲜苹果渣的营养成分，以及开发果渣发酵生产酒精的可能性和重要意义，并就苹果渣的综合利用途径作了综述。以鲜苹果渣为原料，利用单因素试验选择苹果渣的最佳糖化工艺条件和最佳发酵的工艺条件。糖化过程以及热处理时间、酶作用时间、酶用量作为讨论因素，运用正交实验，优化最佳条件；发酵过程中以发酵液的起始pH值、酒用干酵母的添加量、发酵温度以及发酵时间作为讨论因素，运用正交实验，优化最佳条件。结果表明，糖化过程中最佳的蒸煮时

2、间为30分钟，纤维素酶的最适用量是0.3334µmol·s-1/50g苹果渣，最适宜的酶作用时间是6小时，在此酶解条件下，与空白相比，原料还原糖的净增率为97.45%；发酵过程中最适的pH值为4，酒用干酵母的最适添加量为0.4‰，最适的发酵温度是25℃。在此条件下，苹果渣的乙醇产率达178.40ml/kg干物质。实验部分1．实验仪器：实验中所用的主要仪器设备如表1所示表1实验仪器规格一览表Table1Theexperimentwithinstrumentandtype名称规格产地旋转蒸发器RE-52B

3、上海亚荣生化仪器厂循环水式真空泵SHZ-D3巩义市子华仪器有限公司手提式压力蒸汽消毒器GMSX-280北京市永光明医疗仪器厂电热鼓风干燥箱101-1A天津市泰斯特仪器有限公司PHS-3C精密PH计E-201-C上海精密科学仪器有限公司台式冷冻恒温振荡器THZ-C-1太仓市实验设备厂双人双面净化工作台SW-CJ-2F苏州净化设备有限公司架盘药物天平HC-TP11-1上海精密科学仪器有限公司电子万用炉DL-1北京市永光明医疗仪器厂2．实验原料及试剂：实验中所用的主要原料及试剂如表2所示表2实验原料及试剂一

4、览表Table2Theexperimentwithmaterialandreagent名称规格产地苹果渣自制柠檬酸试剂纯天津市科密欧化学试剂有限公司NaHCO3试剂纯天津市化学试剂三厂糖化酶10万u/g河北胜利酶制剂有限公司纤维素酶酶活力＞15u/mg上海源聚生物科技有限公司果胶酶40u/mg山西瑞世化工有限公司葡萄糖试剂纯天津市大茂化学试剂厂CuSO4试剂纯天津市大茂化学试剂厂NaOH试剂纯天津市北方天医化学试剂厂酒用干酵母工业级烟台马利酵母有限公司3．实验方案的确定10（1）糖化部分糖化部分分为四

5、个步骤分别为热处理、酶解、糖化及还原糖的测定。还原糖的含量为糖化效果的检测指标，而影响糖化效果的主要因素有热处理的方式、酶解时间及酶用量。试验的具体步骤如下。热处理是利用水蒸汽的热能使鲜苹果渣中植物组织和细胞彻底破裂，原料内含的淀粉质吸水膨胀破裂，使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，易于受后续添加的酶作用，增加还原糖的转化率，同时对原料灭菌，以利于发酵，热处理的时间将直接影响到还原糖的含量，所以本实验中将热处理的时间作为一项主要的影响因素来加以讨论。在本实验中添加的酶有：纤维素酶、果胶酶和糖化酶。这三种酶

6、中纤维素酶对还原糖含量的影响最大，因为纤维素是植物细胞壁的主要成分，是鲜苹果渣中储藏量较高的植物多糖物质之一。以干物质计，苹果渣粗纤维含量16.8g/kg。用纤维素酶能将苹果渣中的纤维素有效转化为可发酵性糖(糖化)，有利于提高苹果渣发酵乙醇的产率。而纤维素酶作用的时间与添加量不同，将会直接影响到生产成本和糖化效果。所以纤维素酶的作用时间及添加量为两个重要的影响因素来加以讨论。最佳糖化工艺条件的选择具体步骤如下。①热处理称取50g鲜苹果渣9份，调pH值至4.5左右，分别进行以下3种处理：Ⅰ常压蒸煮处理2

7、0min；Ⅱ常压蒸煮处理30min；Ⅲ常压蒸煮处理40min。分别冷却至50℃后加入占苹果渣质量分数0.1%的果胶酶，在50℃培养箱中作用6h，测定还原糖含量。②不同酶解时间的试验称取50g鲜苹果渣9份，加入0.3334µmol/s的纤维素酶，用柠檬酸或碳酸氢钾调酸度至适于酶作用的pH值4.5，在50℃下分别酶解0、5、7、9h，测定还原糖含量。③不同酶用量的试验称取50g鲜苹果渣9份，常压蒸煮30min后，调pH至5.0左右，分别添0.1667，0.2501，0.3334，0.5001，0.6668

8、µmol/s纤维素酶，密封后于50℃下酶解6h，测定还原糖含量。④还原糖百分含量的测定还原糖含量的测定使用斐林滴定法，其检测原理为：水解后的葡萄糖，与斐林甲、乙液混合后，硫酸铜与氢氧化钠作用生成氢氧化铜，氢氧化铜与葡萄糖在碱性条件下，可反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀。实验过程中将甲乙液各5ml,加10ml水，并预先加入20ml、0.1%的标准葡萄糖溶液混合后加热，使溶液在2min内沸腾，以每分钟20滴至蓝色刚好消失，即滴定已达终点，记录滴定的葡萄糖体积。其