发酵抑制剂对羊草青贮品质和有氧稳定性的影响

在青贮饲料发酵和有氧暴露期间,微生物的生长活动是影响青贮品质和有氧稳定性的关键。为了研究发酵抑制剂对羊草青贮品质、有氧稳定性和微生物数量的影响,设置4个处理组,分别为对照组(无添加剂)、丙酸组(0.2%FM)、苯甲酸钠组(0.2%FM)、山梨酸钾组(0.2%FM),每组3个重复,切碎羊草袋装青贮,在室温青贮60 d和有氧暴露8 d时取样分析。结果显示,在发酵和有氧暴露过程中,丙酸能有效提高羊草青贮的干物质、可溶性糖、乙酸和丙酸含量,降低pH值和氨态氮含量,减少酵母菌和好气性细菌的数量。在本试验条件下,添加发酵抑制剂均能有效改善青贮品质和有氧稳定性,但作用效果由高到低依次为丙酸、山梨酸钾和苯甲酸钠。通过使用发酵抑制剂,能有效降低青贮饲料二次发酵和有氧变质的风险。

发酵抑制物和环境因子对游离及固定化酵母发酵的影响

研究固定化酵母和游离酵母在耐受副产物及产物乙醇抑制方面的表现,结果表明,固定化酵母耐受各种发酵抑制物能力均好于游离酵母,无论固定化酵母还是游离酵母发酵,其外源性添加发酵抑制物的临界浓度为甲酸4 g/L,乙酸4 g/L,乳酸15 g/L,乙醇40 g/L。另外固定化酵母耐受环境高糖渗透压及温度变化的能力同样强于游离酵母,在发酵初始糖浓达到100 g/L时,经36 h发酵,其发酵醪液中乙醇浓度为30.37 g/L,而游离酵母发酵乙醇浓度仅为23.65 g/L。在环境温度升至50℃时,游离酵母几乎不发酵,醪液中乙醇浓度仅为0.07 g/L,而固定化酵母发酵最终乙醇浓度为3.75 g/L。

玉米秸秆稀酸预处理对发酵抑制物产生的影响

研究了稀硫酸预处理玉米秸秆过程中,硫酸浓度、温度与时间对发酵抑制物甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛以及乙酰丙酸产生的影响。结果表明,发酵抑制物甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛与乙酰丙酸最大量分别为0.60、8.75、4.93、1.02、0.41 g/L。随着硫酸浓度增大、温度升高、时间延长,各抑制物生成量增加。正交试验结果表明,影响乙酸生成的因素主次大小依次为硫酸浓度,温度,时间;而影响糠醛生成的因素主次大小依次是温度,硫酸浓度,时间。

发酵抑制物对葡萄糖发酵产乙醇的影响

在纤维素乙醇研究中,木质纤维原料在酸性预处理过程中会产生甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛等发酵抑制物,这些发酵抑制物会影响葡萄糖发酵生产乙醇的收率。本文考察了发酵液中各种发酵抑制物含量对高温超级酿酒酵母发酵乙醇收率的影响。研究结果表明,多种发酵抑制物的协同作用对乙醇发酵的影响要高于单一种类发酵抑制物对乙醇发酵的影响。发酵液中发酵抑制物总量一般控制在3.0g/L以内时,对葡萄糖发酵生产乙醇的抑制作用不明显。

利用石墨化碳脱除竹材稀酸预处理液中的发酵抑制物

【目的】利用石墨化碳脱除竹材稀酸预处理液中的发酵抑制物,比较脱除前后的乙醇发酵收率,为高效快速的脱除发酵抑制物工艺提供参考。【方法】以毛竹粉为原料,经毛竹干质量2%的硫酸用量、固液比1∶6、180℃下保持60 min后得到预处理液,采用高效液相色谱仪测定预处理液中5种发酵抑制物的含量。利用装有石墨化碳的柱子常温下洗脱稀酸预处理液,以空气为洗脱剂,调节不同流速和洗脱次数,测定洗脱后预处理液中发酵抑制物的含量,计算石墨化碳的脱毒效果。利用稀酸和乙醇常温下冲洗脱毒后的石墨化碳柱,测定冲洗液中发酵抑制物的含量,观察石墨化碳的再生效果。采用离子色谱仪测定脱毒前后预处理液中的糖含量,计算石墨化碳脱毒对糖类的影响。脱毒后的预处理液经酿酒酵母乙醇发酵后,采用生物传感分析仪测定发酵液中的乙醇含量,计算乙醇发酵收率。【结果】竹材稀酸预处理液中甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛5种发酵抑制物的总质量分数为15.87 g·L^(-1)。石墨化碳对发酵抑制物的脱除率随着洗脱流速的升高而降低,在0.2 m L·min^(-1)流速下可以脱除99.7%以上的发酵抑制物,而且石墨化碳可重复多次使用,使用5次后仍可以脱除95.7%以上的发酵抑制物。石墨化碳对糖类损失的影响不大,5种单糖损失率均在9%以内。脱除发酵抑制物后的预处理液可用于乙醇发酵,其中的葡萄糖可完全转化掉,发酵24 h后,乙醇收率可达其理论值的85%以上。稀酸和乙醇对脱毒后石墨化碳的再生效果有限。【结论】石墨化碳能有效脱除竹材稀酸预处理液中的5种发酵抑制物,其脱除率均在99%以上,对糖类损失的影响不大。脱毒后的预处理液可用于乙醇发酵,乙醇收率可达其理论值的85%以上。

生物质原料稀酸预处理水解液中发酵抑制物研究进展

利用生物质原料生产燃料乙醇已成为国内外研究的热点。由于生物质原料结构的复杂性,必须经过一定的预处理才能实现其有效利用,其中稀酸预处理被认为是一种较为成熟的预处理方式,但由于稀酸预处理后会产生大量的有毒物质,比如甲酸、乙酸、糠醛和酚类等化合物,这些化合物对后来的酶解和发酵过程都起到了抑制作用。对生物质原料稀酸水解液中发酵抑制物形成过程、种类、抑制作用机理及其脱除方法进行了综述。

稀酸预处理玉米秸秆共发酵产乙醇抑制物的来源探究

针对己糖(葡萄糖)、戊糖(木糖)共发酵产纤维素乙醇抑制物控制的关键性瓶颈,分别以玉米秸秆及玉米秸秆中非木质素的4类组分纤维素、半纤维素、热水提取物和乙醇提取物为原料,并以0.75%稀硫酸和180℃预处理40 min得到5种稀酸预处理液。以60 g/L葡萄糖和30 g/L木糖为碳源,分别添加上述稀酸预处理液,比较了5种预处理液对休哈塔假丝酵母(Candida shehatae)共发酵产乙醇的影响,并探究主要抑制物来源。结果表明:133 g/L全玉米秸秆稀酸预处理的降解物会完全抑制C.shehatae糖代谢和共发酵。在玉米秸秆稀酸预处理过程中,4类非木质素组分降解物均会导致乙醇得率下降,其中100 g/L纤维素降解物完全抑制木糖的发酵,半纤维素降解物同时抑制葡萄糖和木糖的发酵,甚至对酵母产生致死毒性,热水提取物和乙醇提取物降解物延滞糖利用和酵母生长。玉米秸秆共发酵产乙醇抑制物主要来自于纤维素和半纤维素在稀酸预处理中的降解反应,主要为甲酸、乙酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛,同时还存在着其他降解产物的毒性或协同毒性。

抑制二次发酵菌和酶制剂对全株玉米青贮质量及有氧稳定性的影响

本文研究了不同剂量的抑制二次发酵菌和酶制剂对收割后当天(C1)、收割后存放48h(C2)、存放96h(C3)的全株玉米青贮品质及有氧稳定性的影响。每次青贮设3个剂量处理组,分别为:1×105(cfu/gFM)(Z1)、1×106(cfu/gFM)(Z2)和1×107(cfu/gFM)(Z3)。结果表明,玉米刈割后存放的时间越长,杂菌产生量越高,青贮料的pH越高;抑制二次发酵菌在玉米青贮过程中可以有效抑制酵母和霉菌的生长,提高青贮玉米的有氧稳定性。在C1、C2、C3中,抑制二次发酵菌的添加剂量对乳酸、乙酸的生成量无显示影响(P>0.05),在3个批次的青贮中,C1乳酸生成量在数值上高于C2、C3;C1的NH3-N/TN比值(青贮的第30、60d)低于C2、C3。抑制二次发酵菌的添加剂量对C1、C2、C3中60d青贮饲料的WSC、NDF、ADF、CP、EE、DMD无显著影响(P>0.05)。C2中酶制剂的添加显著增加了WSC的含量(P<0.05),在数值上降低了NDF、ADF的含量。在青贮180d后,Z2剂量下有氧稳定性的时间最长。全株玉米刈割后存放时间越长越不利于青贮饲料制备,抑制二次发酵菌可以有效抑制收割后存放时间过长玉米青贮原料中的杂菌,产生明显的有氧稳定性。

纤维素稀酸水解产物中发酵抑制物的去除方法

在纤维素稀酸水解发酵制乙醇的过程中,由于弱酸、呋喃衍生物和苯系化合物对微生物的影响,乙醇的产量和产率都不高。针对国内对这些抑制物质的去除研究较少的现状,重点介绍了国外去除纤维素稀酸水解产物中发酵抑制物的各种方法,这些方法能有效地降低各种抑制物质的影响,从而能够获得更高的乙醇产量和产率。

青贮饲料发酵抑制剂的研究进展

青贮饲料可通过添加发酵抑制剂,抑制青贮中的不良发酵,减少青贮过程中营养物质的损失。发酵抑制剂的作用:一是对青贮发酵过程中各种不良微生物的活性起抑制作用,抑制不良微生物的发酵;二是抑制青贮发酵过程中好氧微生物的活动,促进乳酸菌的发酵,从而迅速降低pH值,进一步抑制有害微生物的活动,达到保存饲料营养价值的目的。介绍了青贮的发酵过程以及影响发酵品质的因素,讨论了在青贮中常用的发酵抑制剂和青贮饲料好氧腐败抑制剂,并综述了它们在目前的研究进展。

树脂对小麦秸秆水解液中丁醇发酵抑制物的脱除效果

酸水解产生的副产物会严重抑制小麦秸秆水解液丁醇发酵。该文针对树脂对小麦秸秆水解液中丁醇发酵抑制物的脱除效果进行研究。通过强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂732及大孔树脂XAD-4对小麦秸秆水解液进行抑制物脱除处理,以未处理组作为对照。离子交换树脂732处理后丁醇得率及含量均高于大孔树脂XAD-4处理。离子交换树脂732处理后在糖质量浓度为33.23 g/L的条件下发酵,丁醇和总溶剂质量浓度可达到7.58、13.09 g/L,得率分别可达到0.23、0.40 g/g,相对于对照组产量分别提高了5.3、5.9倍。在发酵前期,对照组丙酮丁醇梭菌的ATP和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide, NADH)积累缓慢,在发酵进行到24 h的时候达到峰值。随着发酵的进行,对照组中丙酮丁醇梭菌的乙醇脱氢酶和丁醇脱氢酶活性最高仅能达到初始状态的29%和44%,而在离子交换树脂732处理组中可以达到初始状态的171%和142%。

木质纤维素水解过程中发酵抑制物的产生与脱毒

木质纤维素是自然界最丰富的可再生资源,含有大量的碳水化合物。自水解/稀酸水解是木质纤维酶解糖化和生物转化高附加值产品的重要预处理手段。水解过程中碳水化合物解聚溶解转化成可发酵糖,但目前所采用的水解预处理方法中,同时还会产生一些低分子发酵抑制性物质,一般包括低分子有机酸、糠醛类和溶解性酚类物质等,这些抑制物严重影响了微生物对水解产物的发酵活性,从而大大降低了发酵目标产物的得率。本文对木质纤维素水解过程中发酵抑制性物质的产生途径和影响因素,发酵抑制物的种类与抑制机理,以及目前对这类物质的脱毒方法进行了综述和前景展望。

半抑制式发酵生产半甜型鲜酿酒方法的研究

目的:黄酒新产品研发。方法:在运用传统酿酒工艺的基础上,研究了以糯米为原料,采用前段陶缸搭饭,中段喂饭提温酿造,后段大罐控温养醅的半抑制式发酵方法。结果:酿制成品为半甜型鲜酿酒。结论:符合国标,具有独特风味。

酒精发酵中代谢终产物抑制消除方法进展

代谢终产物抑制的消除是提高酒精发酵生产效率的关键因素之一。探讨了消除方法的研究进展，阐述了各种方法的理论依据、操作可行性，并对各种方法进行了对比和展望。

不同种类添加剂对青贮饲料品质影响的研究进展

在饲料青贮过程中,依靠青贮原料单独发酵无法完全达到厌氧环境,不仅导致青贮饲料的pH值和氨态氮含量升高、乳酸含量下降,还可能引起不良微生物发酵,进而影响青贮效果。为了减少青贮饲料发酵过程中营养物质的损失,提高青贮饲料的发酵品质和营养价值,在制作青贮饲料时经常使用添加剂。常用的青贮饲料添加剂主要分为细菌接种剂、酶制剂、发酵抑制剂、非蛋白氮四大类。不同类型的添加剂通过不同方式改善青贮饲料的发酵品质,进而提高营养价值和饲喂效果。综述了不同种类添加剂对青贮饲料感官品质、发酵品质及微生物多样性影响的研究进展,以期为青贮饲料添加剂的科学选用提供参考。

木质纤维素乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。本文重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。

木质纤维素稀酸水解糖液乙醇发酵研究进展

以木质纤维素为原料生产燃料乙醇,首先要对原料进行预处理得到可发酵糖,在稀酸水解木质纤维素得到的糖液中,除含有葡萄糖、木糖等六碳糖和五碳糖外,根据水解温度、酸浓度和时间的不同,还含有不同浓度的发酵抑制剂。因此,在研究木质纤维素稀酸水解糖液的乙醇发酵中,对代谢木糖成乙醇的菌种的研究、对耐/代谢发酵抑制剂微生物的研究、对稀酸水解糖液的脱毒方法的研究以及对稀酸水解糖液不同发酵方式的乙醇发酵研究等非常重要。重点介绍了以上几个方面近几年研究的进展。

高浓度酒精补料发酵工艺的研究

用酵母Y0 0 2发酵玉米糖化后过滤清液 ,在 34℃条件下 2 4h内二次补糖 ,控制总糖浓度在 2 5± 1 % ,发酵 65h左右酒精浓度可达 1 5 % (v/v,2 0℃ )以上 ,残糖降至 0 .3 %以下 ,糖利用率达 92

酵母菌复合培养物对木质纤维素稀酸水解液原位脱毒乙醇发酵

为了解决木质纤维素稀酸水解产物中发酵抑制剂对微生物的抑制作用以及木糖的乙醇发酵问题,该研究用本实验室开发的能高效代谢葡萄糖产乙醇并代谢糠醛和5-羟甲基糠醛的2株酵母菌种Saccharomyces cerevisiae Y5和Issatchenkia orientalis Y4分别与Pichia.stipitisCBS6054组成2个复合菌种,用复合菌种对木质纤维素稀酸水解产物进行原位脱毒乙醇发酵。结果证明,复合菌种S.cerevisiae Y5/P.stipitisCBS6054显示出了很好的代谢稀酸水解液中的葡萄糖和木糖产乙醇并快速代谢糠醛和5-羟甲基糠醛的能力,乙醇产率为0.43g/g(达到理论值的85.1%)。该复合培养物可作为木质纤维素稀酸水解产物不需任何脱毒处理直接进行乙醇发酵的复合菌种。

不同浓度NaOH预处理对稻秸水解液中抑制物组分的影响

利用气质联用仪,研究了NaOH预处理对稻秸水解液中发酵抑制物成分的影响,可消除水解液发酵抑制性及提高乙醇产率。研究表明:对照组水解液中抑制物分布较均匀,主要为烷烃类(31.31%)>酸类(21.06%)>酮类(18.81%)>酚类(11.09%);碱预处理后,水解液中抑制物分布非常集中,主要为酚类>酸类>酮类,其中酚类物质含量占绝对优势(最高为84.69%),且其含量随碱浓度上升而上升。但是,NaOH浓度对水解液中抑制物总含量影响不显著。综合考虑水解液中抑制物毒性,酚类物质的抑制作用最强。2%NaOH处理条件下,水解液的总抑制性最小。在该条件下进行预处理时,建议针对性去除水解液中的阿魏酸、十六烷酸、巨豆三烯酮等物质。