甜高梁茎汁酒精发酵高效酵母菌株选育及发酵动力学研究

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1、沈阳农业大学博士学位论文甜高梁茎汁酒精发酵高效酵母菌株选育及发酵动力学研究姓名：王莹申请学位级别：博士专业：食品科学指导教师：刘长江20070609摘要产菌株NY-07017，发酵周期20h，比发酵菌株缩短3h：总塘利用率96．69％，比发酵菌株增加11．00％，增幅12．84％；酒精产量78．27班，比发酵菌株提高19．24％；酒精得率94．95％，比发酵菌株提高3．82％。4．突变株NY-07017发酵条件优化。借助DPS数据处理系统和MATLAB平台，通过二次回归旋转组合设计，对发酵条件进行优化

2、，采用偏导数方法和降维分析法分别得出酒精产量的最佳添加量和有显著性的交互作用直观分析。试验结果表明：在最适发酵条件下，氮源与营养盐添加量分别为CO(NH2)20．733％、KH2P040．5％、MgS04·7I-1200．0484％、CaCl20．218％时，可达最高产量。菌株NY-07017的发酵周期19h，残总糖1．139／L，糖利用率99．32％，酒精产量80．489／L，酒精得率95．00％。与优化前比较，发酵周期缩短lh；残总糖下降80．68％，总糖利用率提高2．63％；酒精产量提高2．21

3、9／L，酒精得率提高0．05％。与发酵菌株比较，发酵周期缩短4h；总糖利用率提高14．58％，增幅17．20％；酒精产量提高17．369／L，增幅27．50％；酒精得率提高3．19％。5．首次研究甜高粱茎汁酒精分批发酵动力学。建立了菌体生长、酒精生成和底物消耗动力学模型；跟踪测试分批发酵过程，以一元非线性回归对试验结果建立逻辑斯蒂方程，以麦夸特法拟合，通过矩阵线性方程求解，得出动力学模型参数。拟合结果良好，说明所选模型较好地反映了甜高粱茎汁酒精分批发酵过程及其动力学机制，可用于进一步设计大型发酵工艺。

4、南阳酵母菌体生长动力学模型：鲁=o．362868(1一ij南净酒精生成动力学模型：砉=10．27528d毋x+0．065触讲甜底物消耗动力学模型：一罢=1．33201害一o．02137x+1．95643d前pat讲关键词：南阳酵母，复合诱变，甜高粱茎汁，发酵条件优化，发酵动力学AbstractABSTRACTAsrenewableenergyplant,sweetsorghumisthemostpromising．Researchofalcoholfermentationusingsweetsorgh

5、umstemjuicecouldbringforthsignificantinterestconcerningofcountry’senergyandfoodsafety,agriculturalstructureoptimized，incomeincreasingofpeasant，environmentprotectionandimprovment,aswellasecomicandsocialsustainabledevelopment．Inthisarticle．maincontentsofs

6、weetsorghumstemjuice1)Ife∞analyzed,themutationbreedingandfermentationconditionofmutantwithhigheralcohol-yieldwerestudied；moreover,themodelsofbatch-fermentationkineticswereestablished，whichcouldbeusedtodesignlarge—scalefermentationtechnics．Themainconclus

7、ionareasfollow：1．Maincontentsofsweetsorghumstemjuicewereanalyzed．DNSmethod，HPLC，Atom-absorbingSpectrophotometer,andthegjeldahlNitrogenDeterminationmethodwasadopted．Theresultsidentifiedthatcontentoftotalsugaranddeoxidizingsugarin脏shsweetsorghumstemjuiceo

8、fsevenbreedsrespectivelyvaryfrom124．OSg／Lto176．69#L，and15．tOg／Lt026．709／L，withaverageamountofl54．629／Land20．36eeleach．Thejuicewhichwasreservedfor5monthswasdetectedbyHPLC，whosesucrose，fructoseandglucosecontentwererespective126．409