【摘 要】
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近年来,固态发酵（Solid-state fermentation,SSF）在资源利用和生物工艺开发方面显示出巨大的潜力,中国传统食醋多采用开放式固态发酵工艺,本研究提出一种把蒸汽爆破技术应用在食醋固态发酵过程的新工艺,明确蒸汽爆破处理底物对食醋发酵过程的影响,同时通过建立服务器和温度场模型实现了温度反馈翻醅的工艺。通过两种方法相结合的方式实现食醋固态发酵效率的提升。对于食醋的稳定生产奠定基础。发
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近年来,固态发酵（Solid-state fermentation,SSF）在资源利用和生物工艺开发方面显示出巨大的潜力,中国传统食醋多采用开放式固态发酵工艺,本研究提出一种把蒸汽爆破技术应用在食醋固态发酵过程的新工艺,明确蒸汽爆破处理底物对食醋发酵过程的影响,同时通过建立服务器和温度场模型实现了温度反馈翻醅的工艺。通过两种方法相结合的方式实现食醋固态发酵效率的提升。对于食醋的稳定生产奠定基础。发酵实验验证表明,利用蒸汽爆破预处理后的麸皮进行山西老陈醋的发酵,在醋酸发酵阶段,各处理实验组总酸生成速率较未处理实验组均有所提高,其中最为显著的为汽爆条件为1.5MPa-2min时,总酸生成速率为0.443 g/100g Cupei/d,较未处理实验组提高17.523%。同时菌体有最好的生长状态,醋酸菌和乳酸菌的丰度分别为105.139 CFU/100g Cupei和105.055 CFU/100g Cupei。从营养成分和传质孔隙方面对发酵效率提升的原因进行探究,结果表明,当汽爆处理条件2 Mpa-3min时,处理麸皮的比表面积最大,为0.60 m~2/g,压力由1.0 MPa增加到3 MPa,维压时间由60 s延长到180 s时,小麦麸皮脂肪溶出度由1.44%逐渐增至3.58%,提高2.5倍;淀粉溶出度由14.72%增至19.63%,提高1.33倍;麦麸蛋白溶出度则由8.2%增至20.41%,增加2.5倍。预处理后,麸皮中的营养成分的溶出度和孔隙度均有所提高,更有利于菌体的生长代谢。综上,已经证实了汽爆预处理对于食醋发酵的有效性,需要基于预处理进一步构建高效的发酵工艺——实时温度反馈翻醅的工艺。利用Django框架结合局域网开发了发酵云服务器程序,系统开发使用的模式主要是客户端与服务器端结合的设计,生产现场的温度数据实时传输到云服务器,移动端和PC端可以通过云服务器进行数据的管理和远程监测,对发酵温度进行实时监测同时,利用插值法和动力学法建立了温度监测模型,将两种方法进行融合,可快速呈现发酵过程中醋醅的温度分布,实现温度反馈翻醅的工艺,因此,温度的在线监测和温度场的模拟结果可为智能翻醅的实现提供科学的数据和有效的手段。
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