清洁生产驱动的弗氏链霉菌新霉素发酵过程优化策略

新霉素的传统生产工艺导致产率低、单耗高、排污量大,造成资源利用率低,环境污染严重.经对发酵过程的分析及考察表明,弗氏链霉菌产生的胞外淀粉水解酶活力极低,不足以完成以淀粉为补料介质的充分水解,引起非可发酵性糖大量积累和残糖浓度的升高.由此确定了新霉素发酵过程优化策略,按此策略进行了新霉素发酵过程清洁生产工艺的研究,并得到如下结论:发酵120h,放罐效价从8000提高到11000U.mL-1以上;残糖浓度从3.0%下降到1.5%以下,淀粉单耗从18.5μg.U-1下降至13.5μg.U-1,同时排放COD量减少近50%,达到了"减污"、"增效"的清洁生产目的.     

普鲁兰酶对柠檬酸发酵残糖降解效果的研究

在柠檬酸发酵残糖成分分析的基础上,研究了普鲁兰酶降解发酵残糖的最适条件和降解效果。研究结果表明,普鲁兰酶作用的最适条件为:t=28min,T=58℃,pH 4.8,酶用量0.4mL;在最适条件下,还原糖含量可提高30.7%.     

对皖北地区白酒曲粉中酵母菌的分离筛选

本研究针对皖北地区某酿酒企业提供的中温大曲进行了分离、纯化,采用涂布法、划线法对微生物菌群进行恒温培养并对其中的酵母菌进行形态学和生理学的测定后,得到两株酵母菌F1与F2。将得到的菌株F1、F2转接至液体发酵瓶中摇床培养,在此发酵周期中提取发酵液进行各项生化指标的测定,数据分析后得知F1酵母菌的适宜生长p H范围为4.0~6.0,F2酵母菌在发酵过程中p H值呈现上升趋势;在发酵第3d时,两种酵母菌发酵液中残糖含量开始迅速减少,在实际生产过程中则需要及时填补料液以保证发酵过程的顺利进行,该研究为企业生产提供了有效的数据支撑,具有一定的现实指导意义。     

以谷类制酒精的节能发酵工艺

以谷类为原料用发酵、蒸馏的方法生产酒精具有悠久的历史.为了适应不同原料和产品的特性,人们已经开发了各种发酵、蒸馏工艺.这些工艺基本上都是由三个工艺过程所构成,即包括粉碎、蒸煮、糖化和发酵的发酵过程;从发酵液中分离出酒精的分离过程;以及从蒸馏残液中回收有用物质的副产物回收过程.它们都有一道共同的必不可少的蒸煮工序,如用玉米等谷类物质为原料用发酵法生产酒精时,将原料粉碎物的悬浊液(以下称为醪)在糖化和发酵前要经140—180℃的高温高压处理,这是工业上获得较高酒精收率的重要步骤.然而这一工序要消耗大量的能量,因此近年研究开发了低温蒸煮发酵工艺和无蒸煮发酵工艺,不仅节约了大量能源,节约了用水量,减少了设备,降低了成本,缩短了流程,而且还能获得比传统工艺质量更好的产品.现将这两种新技术简介于下:     

产甘油假丝酵母中α-磷酸甘油酯酶的表达特征

α-磷酸甘油酯酶催化甘油生成的最后一步反应的酶，该酶具有高度的底物专一性。本文研究了甘油发酵动态过程中该酶的表达情况与甘油的产量和残糖之间的关系，发现在整个甘油发酵过程中，该酶在36h处出现峰值，随后就逐步下降。     

生物过程尾气质谱仪在乳酸发酵工艺控制中的应用

将生物过程尾气分析质谱仪及相应的Biostar处理软件成功应用于乳酸发酵过程中,通过实时监测发酵过程中不同阶段和不同发酵条件下菌体生理代谢参数的动态变化,并对其进行多参数相关分析,阐明了发酵过程中杂质组成的合成代谢过程;利用尾气分析质谱仪进行微耗氧发酵过程供氧水平的精确控制,当菌体的摄氧率控制在0.70mmol/(L.h)时,凝结芽孢杆菌乳酸的最佳合成速率能达到2.78g/(L.h);同时在以玉米淀粉水解糖液为基质的乳酸发酵过程中,通过对菌体生理代谢参数变化与残糖的消耗和副产物生成过程进行相关分析,建立了根据生理参数的变化进行发酵过程终点快速判定方法,实现了L-乳酸发酵产量和质量的在线控制策略。     

戊糖己糖混合糖发酵生产乙醇的主要影响因素

以树干毕赤酵母为发酵菌株,高混合糖(木糖、葡萄糖)为发酵底物,确定树干毕赤酵母高糖浓度发酵时所需的条件.研究结果表明,在高糖浓度乙醇发酵中,树干毕赤酵母较为适宜的发酵温度为30℃,发酵24 h,残糖浓度和乙醇浓度分别为0.1 g/L和32.5 g/L.添加硫酸铵1.1 g/L+微量元素发酵效果较好,乙醇浓度为33.2g/L.由典型发酵过程中各物质浓度变化曲线可知,酵母优先利用葡萄糖,发酵12 h葡萄糖和木糖的还原糖利用率分别为89.3%、10.7%.待12 h葡萄糖几乎被消耗完后,对木糖的利用开始占主导地位,乙醇浓度随着糖的不断消耗而逐渐提高.发酵28h时乙醇浓度最高,达到33.2 g/L.     

有机废液在超临界水中气化制氢的实验研究

以麦秆发酵制氢产生的有机废液为实验原料,在管式连续流反应器中进行了超临界水气化制氢的实验研究.考查了温度、压力、浓度对气化效果的影响.实验表明利用生物质发酵制氢残液在超临界水中气化,可以实现制氢与制污的双重目的.     

玉米浆对木薯淀粉发酵甘油的影响

以木薯淀粉为原料，经液化和糖化后发酵生产甘油，研究了木薯淀粉的液化和糖化以及玉米浆浓度对甘油发酵的影响。结果表明：木薯淀粉较易液化和糖化，用木薯淀粉糖化液发酵生产甘油，发酵时间较长，残糖降低较慢，适宜的玉米浆浓度为0．15％。甘油产量最高可达4．9％，当发酵进行到72h时，甘油开始反耗。     

pH对固定化运动发酵单胞菌乙醇产量及动力学参数的影响

ｐＨ是影响固定化运动发酵单胞菌生产乙醇的因素之一。本文研究了在ｐＨ５～８范围内,固定化运动发酵单胞菌其生物量、残糖、乙醇产量等指标的变化,并计算了在稳定状态下的各种动力学参数。     

分批添料对戊糖、己糖同步发酵制备乙醇的影响

以树干毕赤酵母为发酵菌株,混合糖(葡萄糖与木糖质量比为2∶1)为发酵底物,通过分批添料来提高糖利用率及乙醇得率。结果表明,一次性投料发酵糖初始浓度以94.0 g/L为最佳,乙醇浓度可达33.9 g/L。在高糖浓度一次性投料发酵中,延长发酵时间可以继续降低残糖浓度,增加乙醇浓度。但是初始糖浓度越高,其变化幅度也越低。初始糖浓度为108.0 g/L,31 h发酵后残糖浓度为9.1 g/L,乙醇浓度为34.3 g/L,延长到42 h时残糖浓度为0.4 g/L,乙醇浓度提高到37.0 g/L。当总糖浓度为80.9 g/L时,补糖时间在12 h内完成,且以两次补糖法较合适,发酵24 h乙醇浓度达到33.8 g/L。     

强酵素在酒精发酵中作用的研究

在常规的发酵方法中加入不同培养时间的强酵素,使酵母菌的繁殖速度提高了25％,发酵醪中残余还原性糖降低了15．45％,发酵液中酒精度提高了3．46％．从而解决了常规的酒精发酵中酵母菌繁殖速度过慢,难以形成生长优势,抑制杂菌的生长;发酵醪发酵不彻底,还原性糖利用率低;酒分度低,酒精产量不理想等问题。     

甘蔗糖蜜酒精高产酵母的发酵特性研究

采用20L三联装发酵罐进行甘蔗糖蜜高浓度酒精发酵研究高产酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)MF1001菌株的甘蔗糖蜜酒精发酵特性。结果表明,锤度为20°Bx的糖蜜对菌株生长和发酵均没影响,发酵的适宜温度为30℃,pH值4.0的发酵效果明显优于pH值3.80,传代培养16代及不同的接种量对菌株的发酵没有影响。按目前甘蔗糖蜜酒精生产的发酵工艺,用锤度为20°Bx糖蜜培养基培养菌株,制备种子液,然后将种子液与锤度为55°Bx的糖蜜培养基1∶1混合进行发酵,发酵50h的醪液酒精含量达到了13.2%(V/V),60h达13.8%(V/V),72h达14.3%(V/V)。发酵结束时醪液可发酵残糖含量低至0.44%,发酵效率分别为理论值88.6%(50h)、94.3%(60h)和98.6%(72h)。该菌株有望用于甘蔗糖蜜酒精发酵生产,提高甘蔗糖蜜酒精发酵的醪液酒精含量。     

植酸酶工程菌产酶条件优化研究

为研究影响植酸酶酵母工程菌的产酶因素，利用摇瓶发酵对毕赤酵母工程菌产植酸酶的最佳甲醇诱导量、诱导时间等因素进行实验分析。结果显示，残留甘油、甲醇浓度、诱导培养时间对植酸酶生产具有重要影响，其中甘油残留会使植酸酶分泌时间延迟，1.5% 甲醇具有最佳诱导效果，在第2天酶活可以达到约1 100 U/mL，低浓度甲醇诱导产酶缓慢积累，而高浓度甲醇对菌体产生毒害。该研究为进一步优化植酸酶工程菌高密度发酵工艺奠定了基础。     

灵芝菌丝体液体发酵培养产灵芝多糖的动态研究

对灵芝（Ｇａｎｏｄｅｒｍａｌｕｃｉｄｕｍ）摇瓶发酵培养产灵芝多糖的过程进行了研究．通过研究发酵过程中ｐＨ,总糖、还原糖、氨基酸态氮等的变化,初步确定了灵芝多糖摇瓶培养的优化条件     

茶饼中茶皂素的提取和微量元素的测定

茶饼经过浸提,可以提出茶皂素和残油,提取率分别为11.0%和5.0%.然后经过发酵可制得蛋白饲料,对饲料中蛋白质和10种微量元素进行了分析测定.结果表明,蛋白质含量为9.68%,Mg、Fe、Ca、Mn、Zn、Cu元素含量较为丰富.     

三株甘蔗糖蜜酒精发酵高产酵母菌株的筛选

从甘蔗糖厂的废弃物中筛选到3株甘蔗糖蜜酒精发酵高产菌株MF1001、MF1002和MF1003,经rDNAITS序列同源比对鉴定为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的不同菌株。3个菌株均可以完全利用葡萄糖和蔗糖,部分利用棉子糖和半乳糖,均不能利用乳糖和木糖。MF1001发酵甘蔗糖蜜的残糖含量明显低于目前使用的生产菌株,略低于标准测定菌株CICC31149和CICC31279,MF1002和MF1003的残糖含量略低于目前使用的生产菌株。与生产菌株相比,3个菌株在甘蔗糖蜜的生长速率略低,但是维持高菌数的时间较长。按目前甘蔗糖蜜酒精生产的发酵工艺,3个菌株30℃发酵72h的醪液酒精含量分别为14.26%(V/V)、14.48%(V/V)和13.50%(V/V),比目前生产使用的菌株高19.5%~28.6%;37℃发酵40h的醪液酒精含量分别为12.03%(V/V)、12.06%(V/V)和12.14%(V/V),比目前生产使用的菌株高10.0%~11.7%。这3个菌株具有提高甘蔗糖蜜发酵醪液酒精含量的潜在工业价值。     

影响发酵产生丙三醇的主要因子

利用多因子正交试验方法,发现尿素是工业生产中影响耐高渗透压酵母发酵生产丙三醇的主要因子．以还原糖、菌体数量（ＯＤ６８０ｎｍ值）和丙三醇为控制指标,得到了生产丙三醇的最佳培养基组成．研究结果证表明：用耐高渗压酵母生产丙三醇也需要Ｎａ２ＳＯ３作为歧化代谢途径的诱导剂．同时,研究了ｐＨ和起始糖浓度的影响．最终使菌株产丙三醇能力提高了２１４倍．     

近红外光谱分析技术在监测L-异亮氨酸发酵过程中的应用

以L-异亮氨酸发酵过程的发酵液为样品, 用偏最小二乘法考察2种光谱采集方式、 7种光谱预处理方法及不同光谱波段选择对建立5种氨基酸光谱预测模型精度的影响. 通过建立L-异亮氨酸发酵过程中主副产物最佳光谱预测模型, 确定最佳光谱信息采集方式、 光谱预处理方法、 光谱波长范围及模型因子数. 结果表明: 反射扫描优于透射扫描获取光谱所建最佳预测模型; 反射光谱采集L- 异亮氨酸、 L-丙氨酸、 L-谷氨酸、 L-亮氨酸和L-苏氨酸5种氨基酸最佳校正模型相关系数均大于0.96, 其交互验证均方差分别为1.760,0.462,0.430,0.259,0.199, 相对分析误差分别为7.8,6.8,6.3,5.0,6.4, 表明所提出的近红外光谱分析法快速检测氨基酸发酵液中各成分稳定可行.