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高浓度(VHG)酒精发酵存在终残糖高和发酵时间延长等问题,本课题利用二次发酵研究酿酒酵母GGSF16发酵能力的影响因素,通过改变发酵条件来提高酵母发酵能力,解决发酵中存在的问题,为高浓度酒精发酵实现工业化提供依据。因此,本论文重点研究VHG发酵过程中酿酒酵母GGSF16的发酵能力及微通氧的影响,研究结论如下:(1)为了解高浓度酒精发酵残糖多和发酵时间延长的原因,比较糖浓度对发酵的影响。在32℃,160 rpm条件下研究初糖180 g/L,220 g/L,260 g/L,300g/L与340 g/L酒精发酵。结果表明,酿酒酵母GGSF16最适糖浓度为260 g/L,增加初糖浓度,残糖量明显升高,细胞总量下降,发酵时间延长且发酵效率降低。(2)为了能够直观定量测定酵母活力,创建一种新的测定酵母活力的方法。在主发酵后期不同时间点取样离心得到酵母细胞并按40%(v/v)量接入新鲜发酵培养基中进行二次发酵。通过计算二次发酵中糖代谢曲线下面积(AUC)来定量地表示酵母的发酵能力大小。结果表明,随发酵时间推移,主发酵后期酵母发酵能力逐渐下降;二次发酵结果分析也表明,AUC能够定量地表示主发酵后期酵母发酵能力大小,酵母发酵能力越强,AUC值越小,反之亦然。(3)在VHG发酵后期高乙醇环境下酵母发酵能力出现降低,研究乙醇对酵母活力的影响,为VHG发酵提供试验依据。在主发酵36 h取样离心得到酵母,并按40%(v/v)量接入到添加乙醇(v/v)0%、2%、4%、6%与8%的330 g/L葡萄糖新培养基中二次发酵。运用AUC法来计算二次发酵糖代谢、细胞生长OD值,定量地分析主发酵36 h酵母的乙醇耐受性与发酵能力强弱。二次发酵结果说明,主发酵36 h酿酒酵母GGSF16耐受外源乙醇浓度4%,AUC数据也表明添加乙醇浓度与细胞生长抑制强度成正比,与酵母发酵能力成反比。(4)研究通氧在VHG发酵中提高细胞总量的同时,对酵母发酵能力的影响。通过(i)厌氧和微通氧三角瓶主发酵后期取样酵母不同接种量二次发酵,(ii)用5 L发酵罐(B.Braun)对比厌氧和微通氧高浓度酒精发酵,和(iii)与厌氧和微通氧发酵后期不同时间点酵母二次发酵,这三组试验研究微通氧对发酵的影响。综合试验结果证明,在高浓度酒精发酵过程中,微通氧通过增加酵母细胞总量来提高单位体积内群体酵母的发酵能力,从而能够使发酵后期残糖量下降,酒精生成速率加快和缩短发酵时间,提高了发酵效率。