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耶路撒冷洋薊粉同步糖化發酵生產乙醇
2009年第25卷，第11期，《農業工程雜志》，11月，csaevbl.25n o.1ln o v.2009263耶路撒冷洋薊粉同時糖化和發酵生產燃料乙醇的交易，王倫吉L'2菊芋粉，董英蝶1。江蘇大學食品與生物工程學院，鎮江212013:2。河南科技大學食品與生物工程學院，洛陽471003摘要：根據粟米酒裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe的特點，發酵耶路撒冷朝鮮薊的非水解糖溶液，生產高產乙醇。提出了以菊芋粉為原料，同時糖化發酵生產燃料乙醇的新工藝。在搖瓶中考察了原料預處理方法、原料濃度和初始pH值對乙醇發酵的影響，然后在5L發酵罐中考察了不調節pH值、恒定pH值和通風對乙醇發酵的影響。結果表明，該菌株的最適pH值為4.0:100目。篩選出的菊芋粉發酵效果較好，115℃滅菌處理優于121℃滅菌處理。在此條件下，當菊芋粉濃度為200g/L時，乙醇產率為66.58g/L，理論轉化率為85.88%；發酵液pH值的降低對乙醇發酵沒有影響，適量氧氣的引入會導致乙醇產量的降低，說明pombe裂殖酵母乙醇發酵不需要供氧；維持厭氧環境的氮氣不能顯著提高乙醇的產量，而無通風條件下的乙醇發酵也能達到較高的轉化率。因此，在工業生產中沒有必要維持厭氧發酵環境
在此基礎上，對耶路撒冷洋薊粉進行了補充發酵試驗。耶路撒冷洋薊粉最終濃度為300g/L，發酵結束時乙醇濃度為94.81g/L，理論轉化率為81.54%。這些研究為以菊芋為原料工業化生產燃料乙醇提供了技術基礎。關鍵詞：乙醇發酵生物量同步糖化發酵小米酒釀酒裂殖酵母生物質能耶路撒冷朝鮮薊doi:10.3969。我是SSN。1002-6819.2009.11.048中國數字分類號：$216.2文件識別碼：a品號：1-11-0263-06王倫吉，董穎。以菊芋粉為原料同步糖化發酵生產燃料乙醇[J].農業工程學報，2009,25,11:263-268。王文杰，吳東義。乙醇生產[J.CSAE事務，20092511:263-268.面對日益減少的石油資源、日益加劇的能源危機和環境污染，發酵法生產燃料乙醇的研究以牛的物質為原料菊芋粉，越來越受到各國的重視，已成為世界各國研究和推廣的重點能源課題之一
傳統的燃料乙醇主要由玉米生產。3.目前，第一代液體生物燃料如玉米乙醇和生物柴油已逐漸應用于國際和國內工農業生產，成為石油燃料的有力補充柴油以糧食和油料種子為原料，必須占用大量耕地，這與國家糧食安全相矛盾，中國呼吁停止發展糧食乙醇，要求未來發展生物燃料必須滿足不占用耕地、不消耗燃料的前提無公害，對生態環境無破壞。在這方面，菊芋具有獨特的優勢和較強的適應性。菊芋特別適合在沙漠、海灘、鹽堿荒地等非農耕地上種植，產量高菊芋粉，價格低。菊芋塊莖富含菊糖菊粉是果糖的聚合物，外菊糖酶可以將菊粉分解成單一的果糖，因此可以被產生外菊糖酶的微生物快速分解成果糖，然后發酵生產乙醇。因此，與谷物淀粉原料相比s、 菊粉具有優勢，將成為中國燃料乙醇產業大規模發展的原料之一。收到日期：2009-03-05基金項目日期：鎮江農業重點研究項目n Y2006 043作者簡介：王倫吉1972 I。男，博士生，主要從事微生物和發酵研究離子工程。河南科技大學食品與生物工程學院，洛陽，471003。EM AI L:W.Lunji i@搜狐。玉米屬作者：董穎1954 I，女，教授，博士生導師，主要從事食品功能因子和食品生物技術研究< <
江蘇大學食品與生物工程學院，鎮江，2013年2月21日。EM AI L:ydong hoe J s.dhi.o L 10000 m3數據修訂日期：2009年5月31日。以耶路撒冷朝鮮薊為原料生產乙醇長期以來備受關注。最近，它再次受到國內外的關注。已生產了五罐自20世紀50年代以來，國外對菊粉進行了研究。20世紀90年代，人們做了大量的工作。工藝流程主要包括首先對菊粉進行酸水解或酶水解，然后由具有發酵能力的酵母或細菌發酵，或由產菊粉酶量高的微生物混合發酵，如黑pergillus niger或kluyverom yces fragi l i s和釀酒酵母Saccharum yces cerevi Si A E，但菊粉酶分解菊粉。由糖和發酵果糖生產乙醇仍然分別由兩種微生物完成，不能實現非常協調的同時糖化和發酵。裂殖酵母是產菊粉的原生動物NALL是從非洲人喝的小米酒中分離出來的，也可以在甘蔗糖蜜和水果中發現。耶路撒冷朝鮮薊鬼姜制成的非水解糖液發酵可以獲得非常高的乙醇產量。本研究使用了波姆裂殖酵母，它可以利用菊糖，具有優良的乙醇發酵性能在此基礎上，探討了以菊芋粉為原料，同時糖化發酵生產燃料乙醇的工藝條件，為工業化應用提供依據
這是首次報道了以發酵的菊芋為原料生產燃料乙醇。1材料和方法1.1材料1.1.1發酵的菊芋菌株從中國工業微生物菌種收集與管理中心購買。1.1.2菊芋粉從朱棣文購買新鮮耶路撒冷朝鮮薊洗凈、切片、干燥、壓碎并儲存在干燥環境中備用。264農業QK工程雜志2009 Li 1.1.3培養基1傾斜培養基：豆芽汁蔗糖瓊脂培養基，在豆芽汁蔗糖傾斜培養基中接種一環細菌，在30℃培養72天小時，并儲存在4"C冰箱備用。2種子培養基g/L：菊粉20、酵母膏15、蛋白胨20、pH 4.6、12L℃下滅菌20mI n。3乙醇發酵培養基g/L：直接從耶路撒冷朝鮮薊粉制備。除非另有規定，溶液中耶路撒冷朝鮮薊粉的濃度為200g/L。1.2試驗方法1.2.1種子溶液的制備。接種種子培養基后，細胞濃度達到1 in 48h×108 CFU/ml以上。1.2.2原料預處理方法的研究1原料破碎度的影響。耶路撒冷洋薊破碎后，篩選出粒度為60-40目、100-60目小于100目，配制200g/L菊芋粉溶液，調節pH值至4.0121℃滅菌20min，接種量5%和30%C培養48h，測定乙醇產率，測定菊芋粉粒徑
2原料滅菌溫度的影響制備200g/L菊芋粉溶液，用H Ci調節pH值至4.0，分別在115℃和121℃下滅菌35和20min，接種5%的鱷魚，30℃培養48h，測定乙醇產率，確定最佳原料滅菌溫度.1.2.3不同初始pH值對乙醇發酵的影響，制備200g/L菊芋粉溶液，115"C滅菌35min，接種量5%，30℃培養48h，初始pH值分別為3.55、4 ．0、4 ．5、5 ．0、51.2.4菊芋粉濃度對乙醇發酵的影響150、 200、250和300g/L四種菊芋粉，初始pH 4.0115℃，滅菌在35M i n上，接種量分別為5%、30%C培養至乙醇發酵結束，測量乙醇產量并確定最佳原料濃度。1.2.5 pH控制策略對乙醇發酵的影響。確定最佳pH值后，pH
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