浓香型白酒发酵周期数学模型的预测研究

通过对浓香型白酒发酵过程中酒精含量的变化规律研究,建立了前发酵期酒精变化的动力学模型,并对试验数据和模型进行了比较,结果拟合良好。并对不同后发酵期的发酵质量进行模糊综合评价,确定了后发酵期。     

三七渣固态发酵生产蛋白饲料的动力学

对白腐菌(Phanerochaete Chrysosporium 5.776)/产朊假丝酵母(Candida utilis 2.281)固态发酵三七渣生产蛋白饲料的过程进行了研究,并建立了菌体生长和淀粉降解动力学模型。结果表明,以发酵培养物干基减重率作为表达菌体浓度的间接参数,菌体生长动力学适合采用对数模型进行描述,发酵培养物最大干基减重率Xm=49.68%,比生长速率常数μ=0.042 90 h-1。菌体生长速率在发酵84.8 h后达到最大值。淀粉的降解动力学适合采用指数模型进行描述,发酵过程中淀粉含量降低了26%,降解速率常数为0.015 9 h-1,淀粉的降解速率随着发酵时间的延长而逐渐变小。     

酵母生产类胡萝卜素发酵动力学研究

在5L发酵罐中,对酵母发酵生产类胡萝卜素的动力学特性进行了研究,得到了菌体生长、基质消耗和产物合成动力学模型。通过对实验数据的计算,模型的拟合结果和实验值能够较好吻合,说明该动力学模型能正确描述类胡萝卜素的发酵过程。     

玉米秸秆水解液发酵产生物油脂动力学研究

对发酵性丝孢酵母在玉米秸秆水解液中发酵合成微生物油脂动力学特性进行了研究.采用Logistic菌体生长模型、Luedeking-Piret模型和产物生成的基质消耗模型,描述了完整发酵过程的动力学特性,提出了发酵过程中菌体生长、微生物油脂合成、基质消耗的动力学模型.采用牛顿迭代法对模型参数进行非线性拟合,结果表明,模型计算与试验数据能较好地拟合,菌体生长、产物油脂生成及糖分消耗等3条曲线的相关指数R2分别为0.990、0.987和0.890.表明该动力学模型可以较好描述发酵性丝孢酵母发酵过程的动力学特征.     

固态酒精发酵动力学研究

对固态酒精发酵过程所形成产物及总糖的规律进行了探讨，确定了在给定的温度、pH、淀粉浓度等条件下酒精浓度、细胞数及总糖的动力学方程。     

一株产高质量浓度酒精酵母的间歇发酵动力学初步研究

对一株产高质量浓度酒精的酿酒酵母的间歇发酵动力学进行了初步研究.分别对基质、产物和菌体对时间的变化,所得回归方程显示,3个状态参量与时间呈对数关系;而后采用比生长速率、某一时段的菌体浓度、某一时段的葡萄糖质量浓度、某一时段的酒精质量浓度来描述整个发酵过程中菌体、基质和产物之间的关系,通过二次曲面回归得到了间歇发酵动力学数学模型,与传统的Monod模型和Logistic模型相比,该模型对试验数据拟合和预测性能较好.最后,用Simplex优化方法对间歇发酵动力学进行动态模拟,得到很好的拟合结果.将得到的模型参数用于预测初糖质量浓度为24.7g/dL的间歇发酵,预测结果也较好.因此,该模型可用来预测高初糖质量浓度下间歇发酵过程.     

红枣酒发酵动力学研究

以陕西榆林地区黄河滩枣为原料,用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)EX1118低温浸渍发酵,进行了红枣酒发酵动力学研究。通过测定发酵过程中的生物量、酒精含量、总糖含量,并应用Logistic模型、Sgompertz模型、Boltzmann模型及DoseResp模型对其进行拟合,分别建立菌体生长模型、底物消耗模型、产物生成模型,模型反应了酿酒酵母发酵产生酒精的过程的动力学特征。通过分析模型发现,酵母在前96h内处于生长对数期,产酒精及糖消耗速度都较快;在96h之后酵母菌进入稳定期,糖消耗速度缓慢,132h后酒精生成量趋于稳定,在168h时酒精含量达到最大值11.7%vol。因此在生产上可以根据酿酒酵母生长趋势控制发酵工艺,提高酒精产量,缩短发酵时间等。     

菌体比生长速率的酒精发酵动力学研究

对酒精发酵过程和发酵动力学进行了研究。根据菌体生长速率定义（dCx／dt=μCx）和菌体比生长速率μ（μ=μ（t））出发，建立发酵过程中菌体生长和酒精生成的数学模型，并对试验数据与模型进行了比较，结果拟合良好，说明此模型较好地反映了酒精发酵过程及其动力学机制。     

三七渣发酵生产蛋白饲料的菌体生长动力学

对黑曲霉(Aspergillus niger sp.)/产朊假丝酵母(Candida utilis 2.281)固态发酵三七渣生产蛋白饲料的过程进行了研究,考察了发酵培养物真蛋白含量、酶活、干重、核酸提取液OD260等参数的动态变化趋势,并建立了菌体生长动力学模型。研究结果表明,发酵培养物真蛋白含量、酶活、核酸提取液OD260变化趋势基本一致:它们先随发酵时间的延长而逐渐增大,然后又逐渐降低并趋于稳定;发酵培养物水含量变化较大,而水活度变化较小。菌体生长动力学适合采用对数模型(R2=0.992 9)进行描述,其中,比生长速率常数μ=0.041 31 h-1,最大干物质减重率Xm=52.22%,菌体生长速率在发酵66 h后达到最大值。该模型可以用来预测固态发酵过程中菌体的生长过程。     

外源乙醇对果糖与葡萄糖酒精发酵的影响

研究了不同体积分数外源乙醇对酵母GJ2008利用等量果糖与葡萄糖混合发酵过程的影响,旨在为高浓度甘蔗汁酒精发酵提供参考和依据。用YPDF培养基模拟甘蔗汁,并调节乙醇体积分数为0%、6%、9%和12%,以初始酵母数为1.12×108个/mL进行酒精发酵,高效液相色谱法测定发酵过程中果糖与葡萄糖含量,并采用曲线下面积法对果糖与葡萄糖代谢曲线进行分析。在外源乙醇体积分数为0%~9%时,酵母GJ2008可以快速利用果糖和葡萄糖进行酒精发酵,但对葡萄糖有着明显的偏好;在外源乙醇体积分数为12%时,果糖和葡萄糖消耗缓慢,生物量得不到有效增加。等质量浓度果糖与葡萄糖混合发酵表明:外源乙醇对果糖代谢的影响明显大于对葡萄糖代谢的影响,外源乙醇体积分数达6%以上时,糖转化乙醇的产量减少了19%~27%。     

菠萝蜜果酒分批发酵动力学模型研究

为了研究菠萝蜜果酒分批发酵过程中酵母菌体生长、还原糖基质消耗和乙醇产量生成的动力学变化规律,每隔24 h测定菠萝蜜果酒发酵过程中的酵母菌数、还原糖含量和酒精度,采用经典的Logistic、SGompertz、Boltzmann和DoseResp模型进行非线性拟合,构建菠萝蜜果酒的分批发酵动力学模型。结果表明,在酵母菌体生长动力学模型中,采用Boltzmann模型拟合效果最佳,拟合系数R 2为0.99396;在乙醇产量生成动力学模型中,SGompertz和Boltzmann模型的R^2分别为0.99905和0.999,2种模型均能产生很好的拟合效果;在还原糖基质消耗动力学模型中,DoseResp和Boltzmann模型的R^2都为0.98705,拟合系数一致,说明2种模型均可用于较好地描述发酵过程还原糖的消耗情况。所选模型拟合发酵过程是可行的,为菠萝蜜果酒工业化发酵工艺控制提供理论基础。     

油莎豆白酒发酵工艺优化及其品质指标检测

以油莎豆饼和高粱为原料，分别采用固态和液态发酵工艺酿造油莎豆白酒，对油莎豆白酒的发酵工艺进行选择。在此基础上，采用单因素试验及正交试验探究发酵温度、糖化酶添加量以及活性干酵母添加量对油莎豆白酒发酵及理化指标的影响，从而确定油莎豆白酒的最佳固态发酵工艺条件，并对油莎豆白酒发酵过程中酒醅的发酵指标进行实时监测。结果表明，油莎豆白酒的最佳发酵工艺为固态发酵，最佳发酵工艺条件为发酵温度23 ℃，糖化酶添加量190 U/g、活性干酵母添加量0.5‰。在此优化条件下，油莎豆白酒的酒精度为9.2%vol，总酯含量为2.96 g/L，总酸含量为1.45 g/L，乙酸乙酯含量为2.42 g/L，出酒率达到41%。油莎豆白酒发酵过程中，酒精含量逐渐升高，最后趋于平缓，发酵结束后，酒精度达9.2%vol；发酵温度先上升后下降，第6天时酒醅温度达到峰值（27.9 ℃）；剩余淀粉含量逐渐下降，发酵结束后，淀粉消耗12.21%。     

Production of an Alcoholic Beverage by Fermentation of Whey Permeate with Kluyveromyces fragilis I: Primary Metabolism

Whey permeate from the ultrafiltration processing of cheese manufacturing was used for alcoholic fermentation with Kluyveromyces fragilis, the objective being the production of an alcoholic beverage of low alcoholic grade. The effect of temperature, initial pH, agitation and initial biomass on yeast growth and ethanol production were assayed in batch cultures. In addition, continuous culture behaviour was studied due to interest in a continuous industrial process for a new product. An unstructured kinetic model (a Riccati kinetic equation) is proposed; batch data being employed to obtain the kinetic parameters. This model fits the continuous culture results well except for ethanol production, where calculated values were lower than experimental data. When the fermentation temperature was changed from 18 to 37°C, a maximum of Y_P/S close to 30°C was observed, which gives an efficiency in the conversion of lactose to ethanol of 88%. The initial pH of the whey did not affect yeast growth significantly. Experiments carried out at different initial biomass concentrations showed that an initial dry weight close to 0.5 g/litre was sufficient to carry out the fermentation. An increase in ethanol concentrations was found at higher rates of agitation. In continuous culture, a maximum productivity for biomass and ethanol was attained at a dilution rate of 0.11 h^?1. Higher efficiencies (96%) were achieved in continuous culture rather than in batch cultivation mode.     

盐地碱蓬发酵动力学模型构建及抗氧化功能评价

对盐地碱蓬发酵过程中不同发酵时间的酵母菌、乙醇、还原糖、pH值、可滴定酸、总酚等代谢产物及羟自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、还原力等抗氧化指标进行跟踪检测，研究其发酵动力学和抗氧化能力。采用SGompertz、DoseResp、Logistic和Boltzmann模型建立盐地碱蓬发酵动力学模型；利用相关性与主成分分析法构建盐地碱蓬发酵的综合评价指标体系。结果表明，用DoseResp和Boltzmann方程建立酵母菌生长动力学模型，用SGompertz方程建立乙醇产量生成动力学模型，用Logistic方程建立还原糖基质消耗动力学模型，拟合系数R2分别为0.977、0.995、0.982，均呈良好拟合效果；相关性分析结果表明，总酚和有机酸是盐地碱蓬发酵液中抗氧化能力主要来源；主成分分析表明，综合评价指标呈先升高趋于稳定再下降的趋势，综合考虑发酵终点为第8天。该研究揭示了盐地碱蓬发酵过程中代谢产物以及抗氧化活性的变化规律，为盐地碱蓬发酵液的精准制备提供理论基础。     

序批式固定化菌液态发酵白酒工艺的研究

以高粱糖化液为原料,采用序批式固定化菌液态发酵白酒工艺,酒精发酵最佳时间为36 h。以总酸、总酯含量为评价指标,利用均匀设计试验方法,确定该工艺中固定化生香酵母、乳酸菌、己酸菌的最佳添加量。结果表明,得到液态发酵白酒的固定化菌株最佳添加量为生香酵母5.5%、乳酸菌1.0%、己酸菌3%,在此最优条件下,总酸和总酯含量分别为486.62 mg/L和258.28 mg/L,且所酿白酒中酯类物质和高级醇含量均符合液态法白酒的国家标准。该工艺缩短了酒精发酵时间,并且提高了白酒品质。     

新疆药桑葚酵素发酵动力学模型及其发酵比速率的研究

为了进一步研究新疆药桑葚酵素发酵过程中发酵动力学变化情况,针对发酵过程中乳酸菌生长、总酸生成及还原糖基质消耗情况,该研究应用Logistic模型、SGompertz模型、DoseResp模型和Boltzmann模型进行非线性拟合,并依据相关系数判断其可靠性。结果表明,在乳酸菌生长动力学模型中Logistic模型的拟合效果最佳,其相关系数最接近1。在还原糖基质消耗动力学模型中DoseResp模型和Boltzmann模型均可用于定量描述和预测药桑葚酵素发酵过程中还原糖基质消耗情况。在总酸生成动力学模型中Logistic模型的拟合效果最佳。所选模型拟合发酵过程均为可行,为药桑葚酵素发酵进一步工业化生产和扩大市场提供了理论基础。     

均匀设计优化生香酵母产酯发酵工艺

以生香酵母H1为研究对象,采用均匀试验设计对其产酯的发酵工艺包括菌株生长时间、乙醇发酵时间和产酯发酵时间进行优化,并建立数学模型进行分析。结果表明,生香酵母H1产酯最优发酵工艺为菌株生长时间18 h,乙醇发酵时间74 h,产酯发酵时间20 h。在此最优发酵工艺下,发酵液中总酯含量为2.46 g/L,乙酸乙酯含量为2.16 g/L。优化生香酵母产酯发酵工艺有助于促进白酒发酵过程中酯的积累,对于改进白酒生产工艺,提高白酒质量有重要意义。     

Fermentation Kinetics of Different Sugars by Apple Wine Yeast Saccharomyces cerevisiae

A non‐linear kinetic model to predict the consumption of different sugars (glucose, fructose and sucrose) as a substrate, during an apple wine yeast fermentation with Saccharomyces cerevisiae strain CCTCC M201022 is proposed. This model was used to predict sugar utilization by this yeast beginning at various initial sugar concentrations. After observation of the experimental data, a model based on the logistic equation of yeast growth, growth‐associated production of ethanol with a lag time, and consumption of sugars for biomass formation and maintenance, was developed. After experimental model fitting, kinetic parameters in the model were estimated. The experimental verification of the model was performed using flask‐scale fermentations, and the model obtained predicted the fermentation performance effectively, using different sugars as the substrate set at various initial sugar concentrations. Based on estimated kinetic parameters and the characteristics of sugar utilization, the yeast examined appeared to be glucophilic. The effects of different sugars with various initial concentrations on the fermentation performance by this yeast were investigated, and some applications of kinetic parameters are discussed.     

无酵母生淀粉酒精发酵的研究

利用根霉—3(Rhizopus—3)麸曲进行无酵母生淀粉酒精发酵研究。以生玉米淀粉为原料,无酵母酒精发酵醪液酒度8.5％(v/v,20℃),淀粉利用率84.87％。研究了该工艺过程中的一些条件。发现发酵终产物乙醇对生淀粉糖化酶的活性有抑制作用。生淀粉的糖化是该过程的限速步骤。15gRhizopus—3鲜曲的酒化力与10ml酒母相当。发酵时添加一定量的α-淀粉酶、纤维素酶或果胶酶有协同作用,可提高淀粉利用率。同时探讨了无酵母生淀粉酒精发酵的机制,认为选育具有高活性生淀粉糖化酶和酒化酶等复合酶系的菌种是关键问题。     

我国传统白酒酿造与工业酒精发酵的比较分析

该文介绍了中国传统白酒酿造与工业酒精发酵的工艺和特点,从生产原料、预处理方法、发酵工艺、相关微生物以及酒精蒸馏技术等五方面对传统白酒酿造与工业酒精发酵进行了比较和分析,旨在为微生物菌剂开发、固态发酵、酶工业、生物催化、生物群落代谢等领域的研究提供参考和依据,进而改善当前的工业实践,推动传统酿酒和酒精工业的发展。