固定化酵母酒精萃取发酵技术研究

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1、固定化酵母酒精萃取发酵技术研究食品科学研究生王健指导教师袁永俊摘要通过利用可再生资源——淀粉质原料生产的酒精来减少和替代石油这种不可再生资源，是缓解甚至是解决目前世界所面临的能源危机的一种切实可行的方法。然而传统发酵方式生产的酒精由于各种原因，成本一直维持在比较高的水平，导致了利用酒精替代石油进展缓慢。发酵生产酒精以及提高酒精产率的研究一直都在进行，每隔一段时间都有新的工艺被采用。糖化醪浓度不高、过滤困难、间歇发酵周期长、发酵液中酵母细胞密度低、发酵液中乙醇对酵母细胞的抑制作用，发酵速率低、发酵醪蒸馏的能耗大等缺点一直都是研究的突破口。研究和应用新

2、型的发酵工艺，不仅可以节约酒精生产的成本而且可以明显地提高发酵强度。将固定化技术和萃取发酵结合起来，是反应与分离耦合技术的典范，它能够有效地提高乙醇发酵强度。本试验分两部分完成，前一部分为固定化发酵，重点研究了利用海藻酸钠做为固定化载体时，固定化细胞的制备条件以及固定化细胞的最佳发酵条件，后一部分为萃取发酵，首先研究了游离细胞发酵、固定化细胞内部随程萃取发酵以及固定化细胞外部随程萃取发酵中，萃取剂对酵母的毒害作用，证明固定化细胞外部随程萃取发酵是一种较为理想的发酵方式，之后研究了固定化萃取发酵的最佳发酵条件。两部分相辅相成，前者为后者做铺垫，后者需

3、在前者的基础上进行。通过单因素及正交试验，确定了固定化发酵的最佳条件：初糖浓度15％，固定化载体(海藻酸钠)浓度为3％，固定化酵母颗粒填充率50％，发酵温度为30℃，发酵时间40h。在固定化发酵的基础上确定了固定化萃取发酵的最佳发酵条件：初糖浓度20％，固定化载体(海藻酸钠)浓度为3％，固定化酵母颗粒填充率50％，萃取剂为十二烷醇，萃取剂用量15％，间歇萃取频率每8小时一次，发酵时间35小时，温度309C。在最佳发酵条件下，酒精浓度达到11．5(20。C下)，残糖浓度检测不出，还原糖利用率较好，发酵效果同单纯的游离酵母发酵相比效果显著，操作较为简单

4、，有一定的抗菌能力且成本不高，为日后工业化发展建立了良好的基础。关键词：固定化酵母，海藻酸钠，萃取发酵，萃取剂ResearchofextractedfermentationwithimmobilizedyeasttechnologyFoodSciencePostgraduate：WangJianAdvisor：YuanYon萄unAbstractUsingethanolproducedfromregeneratedresourceandfoodsuppliestosubstituteresourcewhichcannotberegenerateds

5、uchasoil，isaappliedwaytoresolvecurrentenergycrisis．Butbecauseofsomereasons，theethanolwhichproducedbytraditionalmethodaremorecostly,thellresetinfuel．ethanolsubstituteoildevelopslowly．Theresearchofethanolfermentationandimprovingethanolproductivityisstilladvancing．thenewtechnique

6、callbeappliedeveryashorttime．Thelowconcentrationoffermentationculturemedium,di伍cultfiltrationtechnique．10ngfermentationperiod’lowlevelofyeastdensityinculturemediunl．therestrainformethanol011yeast，laggardlyfermentationandtremendousenergyusearethekeyofresearch．Usingandresearchth

7、enewtechniquec∞reducethecostaswellasimprovetheproductivityoffermentation．’Combiningimmobilityandextractionfermentationisthe留oodapotheosisofreactionandextractiontechnique．Itcallimprovethefermentationproductivityobviously．Inbatchfcrmentation，first，usingtheimmobilityyeasttoreduce

8、thepoisonfromextractionsolvent,thenusingextractiontechniqueto