论文部分内容阅读
本论文根据酵母的糖代谢和乙醇生成理论，重点研究了酵母菌种的选育，酵母酒精发酵的营养因素和抑制因子，超浓醪发酵工艺条件优化，玉米原料预处理、酒精发酵中试以及发酵动力学。主要研究内容和结果如下： （1）出发菌YT16首先筛选出单倍体细胞YT16-1，经紫外线和亚硝基胍两次诱变，以己糖激酶活力和麦角甾醇含量为筛选指标，筛选出己糖激酶活力累计提高200％，麦角甾醇含量累计提高75％的诱变菌株YT253菌种。YT253在1:2加水比的糖化醪中发酵，30℃，60h，二氧化碳失重34.2g，酒精度13.8％，残糖1.0％；与亲株相比二氧化碳失重增加23％，产酒精能力提高了23.2％。 将单倍体菌株YT253的呼吸缺陷型HXQ4（a）和耐45℃高温但产酒率低的葡萄酒酵母No.30-1（α）的单倍体进行有性杂交。杂交后得到了126株杂交子，对它们进行筛选后，得到遗传性能稳定的杂交子YT316。与亲株相比发酵温度提高5℃，可在35℃时旺盛发酵并产生13.9％的酒精，发酵周期缩短12h。 （2）系统地研究了YT316号菌种以葡萄糖为原料时各种因素对发酵的影响，如：分批补料、添加氮源、氧气、pH、发酵温度、无机离子（硫、磷、钾、锌、钙、钠）、有机酸、CO2等。 （3）研究了YT316以玉米为原料的发酵条件，并使用Plackett-Burman设计和响应面分析进行了优化。得到回归方程： 得到YT316的最优化条件如下：加水比：1:1.8，60℃预处理20min，90-95℃液化60min，使用复合糖化酶不糖化的糖化发酵并行工艺，接种量10％，pH=5.0，10u/g原料的酸性蛋白酶，摇床转速50rpm，37℃保温发酵，发酵周期60h。优化条件与传统发酵条件的酒精发酵比较试验的结果表明，菌株YT316在优化条件下的酒精浓度（16.3％）和淀粉出酒率（90.56％），比传统工艺条件下（14.2％，85.02％）分别提高了16.5％和6.5％。 （4）使用YT316进行了1000L罐的酒精发酵中试。试验结果表明1:1.8的加水比的玉米醪，90-95℃低温蒸煮、37℃发酵温度，60-70h，发酵醪中酒精含量达到16.4％以上，残糖在1％以下，淀粉利用率90％。YT316的发酵速度快，发酵温度高，论式摘耍 天O斜牧人q傅士磅伍俺式在 48h可发酵 90％的总糖，而对应的普通酵母只能在 35oC同一时间内发酵 60％左右的糖。在相同条件下，国内普通活性干酵母菌种不能正常发酵，残糖较高。采用酒精高产酵母菌株 YT3，进行超浓醒发酵具有节水、节能、提高设备利用率、减轻环境污染等优势。 历)对菌株 YT 316在 1000L罐进行酒精发酵进行了发酵动力学分析，确定发酵产物生成与菌体生长部分偶联。根据 YT 316在 1000L罐进行酒精发酵中试表现出来的总糖消耗、菌体数和酒精生成的规律，建立酒精发酵动力学模型； e．＿X、、，l 二＝ p…。川一一)·X·一； 政“‘—”X”1十J／K dp。X、la’ y＝p。。＊一)·X·一”一‘ 冰““一 ＊＿＿“1＋S／KI干尸／＊＿ ds。elf dP、＿汛一 S一尸 ly。j －＝＝l＊、X－－iuX－－X－＝ po Mf dt ＼ dt y。。。”y。，。dt／ － 4十（4一 Z一 PI y；l。） 上述动力学模型能较好地反映酒精发酵过程的菌体生长、产物生成和底物（总糖）消耗的变化规律，对酒精发酵有较好的指导意义。 本论文在玉米酒精发酵研究领域的创新之处在： ＊)通过对己糖激酶和麦角笛醇定量分析指导酵母定向育种； （2）用代谢调控理论对酵母碳源进行了探讨，确定了碳源低水平、连续供给的工艺； ①使用 Brabender粘度计对玉米原料糊化曲线进行研究，确定了 60 oC预处理 （前液化）的工艺，有效地降低了超浓醒发酵液的粘度。 ＊使用PB设计和响应面分析优化发酵条件。 以上四种研究方法均为本论文所首创。