發(fā)布時(shí)間：2020-04-22 21:37

【摘要】：隨著我國(guó)車(chē)用生物燃料乙醇推廣范圍的擴(kuò)大,燃料乙醇產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)快速發(fā)展期。采用混合淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇可實(shí)現(xiàn)原料多元化,還可有效解決陳化糧及“問(wèn)題”糧食。在燃料乙醇生產(chǎn)中添加酶制劑,有助于原料高效利用,有利于高濃度酒精發(fā)酵。本文根據(jù)不同酶制劑的特點(diǎn)及原料情況,選用酸性蛋白酶、木聚糖酶、普魯蘭酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、果膠酶、植酸酶進(jìn)行研究,結(jié)果如下:不同酶制劑對(duì)同一原料作用效果差異顯著,同一酶制劑對(duì)不同原料作用效果也存在差異性。酸性蛋白酶、普魯蘭酶對(duì)玉米、木薯、小麥三種原料酒精發(fā)酵均有顯著促進(jìn)作用,與對(duì)照相比,添加酸性蛋白酶,發(fā)酵終了醪液酒精度分別提高5.82%、3.00%、6.79%;添加普魯蘭酶,酒精度分別提高3.64%、4.12%、3.77%。木聚糖酶對(duì)玉米、小麥酒精發(fā)酵有顯著促進(jìn)作用,對(duì)木薯酒精發(fā)酵有促進(jìn)作用,與對(duì)照相比,添加木聚糖酶酒精度分別提高3.85%、4.75%、1.03%。纖維素酶、植酸酶對(duì)玉米、木薯、小麥三種原料酒精發(fā)酵均有促進(jìn)作用,與對(duì)照相比,添加纖維素酶,酒精度分別提高2.76%、1.86%、2.26%;添加植酸酶,酒精度分別提高2.47%、1.58%、1.36%。與對(duì)照相比,果膠酶、β-葡聚糖酶對(duì)三種原料酒精發(fā)酵作用效果不明顯。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn),確定在混合原料(面粉:玉米粉:木薯粉=5:3:2)酒精發(fā)酵時(shí)復(fù)合酶制劑最優(yōu)組合為:酸性蛋白酶12 U/g原料、木聚糖酶150 U/g原料、普魯蘭酶20 U/g原料、植酸酶12 U/g原料、纖維素酶16 U/g原料。接種時(shí)添加復(fù)合酶制劑,發(fā)酵終了酒精度達(dá)到15.10%(v/v),與對(duì)照相比提高9.90%。復(fù)合酶制劑適宜在接種時(shí)添加,可提高發(fā)酵液中的酵母濃度,促進(jìn)酵母生長(zhǎng),可提高拌料濃度,提高發(fā)酵速度,縮短發(fā)酵周期12 h。接種時(shí)添加復(fù)合酶制劑,對(duì)混合原料高濃度酒精發(fā)酵條件開(kāi)展單因素實(shí)驗(yàn)并正交優(yōu)化。結(jié)果表明,混合原料高濃度酒精發(fā)酵條件最優(yōu)組合為:發(fā)酵溫度33℃、培養(yǎng)基初始pH值4.5、發(fā)酵時(shí)間56 h、接種量25%、搖床轉(zhuǎn)速140 r/min,在此條件下添加復(fù)合酶制劑,發(fā)酵終了酒精度達(dá)到15.95%(v/v),與對(duì)照相比提高10.38%。
【圖文】：

圖 3-1 木聚糖酶添加量對(duì)發(fā)酵結(jié)果的影響Figure 3-1 Effect of xylanase addition on the fermentation results由圖 3-1 可以看出，當(dāng)添加量小于 150 U/g 原料時(shí)，殘總糖隨著酶添加量增降低，酒精度隨著酶添加量增加而增加；當(dāng)木聚糖酶添加量達(dá)到 150 U/g 原料總糖達(dá)到最低值2.30%，比對(duì)照2.50%降低8.00%，酒精度達(dá)到最高值14.55%（對(duì)照 13.75%（v/v）提高 5.82%；此后再增加木聚糖酶用量，殘總糖及酒精度幅度小。結(jié)果表明添加木聚糖酶有利于混合原料酒精發(fā)酵，最適添加量為 150料。3.2 酸性蛋白酶添加量對(duì)混合原料酒精發(fā)酵的影響酸性蛋白酶通過(guò)分解蛋白質(zhì)不僅能為酵母菌提供氨基酸，滿足酵母菌對(duì)氮源求，還可以釋放出被蛋白包被的淀粉，，有利于糖化酶作用。酸性蛋白酶不同添對(duì)混合原料酒精發(fā)酵結(jié)果的影響見(jiàn)圖 3-2。

圖 3-2 酸性蛋白酶添加量對(duì)發(fā)酵結(jié)果的影響Figure 3-2 Effect of acid protease addition on the fermentation results由圖 3-2 可以看出，隨著酸性蛋白酶添加量的增加，殘總糖逐漸降低，酒精漸升高。當(dāng)添加量小于 12 U/g 原料時(shí)，隨著酶添加量增加，殘總糖降低，酒增加；當(dāng)酸性蛋白酶添加量達(dá)到 12 U/g 原料時(shí)，殘總糖最低為 2.02%，比對(duì).53%降低 20.16%，酒精度最高為 14.62%（v/v），比對(duì)照 13.68%（v/v）提高 6.87后再增加酶的用量，殘總糖及酒精度基本不變。酸性蛋白酶的最適添加量2U/g 原料。酸性蛋白酶對(duì)混合原料酒精發(fā)酵具有顯著促進(jìn)作用，這是因?yàn)樾←溍字械鞍踪|(zhì)含量較高，蛋白質(zhì)被酸性蛋白酶分解成可被酵母菌直接利用的α-氨，促進(jìn)酵母菌生長(zhǎng)及繁殖，提高了酵母菌的發(fā)酵性能。.3.3 普魯蘭酶添加量對(duì)混合原料酒精發(fā)酵的影響糖化酶是一種外切酶，它能把淀粉或糊精從非還原性末端水解α-1,4-葡萄糖
【學(xué)位授予單位】：南陽(yáng)師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TK6

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