固定化技术是20世纪60年代开始发展起来的一项新兴技术,它是用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域,并使其保持催化活性、反复使用的一种基本技术.固定化技术包括固定化酶技术和固定化细胞技术。
传统的酒精发酵工艺采用游离细胞发酵,酵母随发酵醪液流走,造成发酵罐中酵母细胞浓度不够大,酒精发酵速率慢,发酵时间长,设备利用率不高,发酵生产中酵母细胞数少、产酒率不高、杂菌污染严重以及菌种单一等缺点.对传统发酵工艺技术进行工艺改造,在酒母工段采用固定化复合酵母增殖细胞,不但可以解决上述问题,而且在不影响原酒风味的前提下提高产量和质量,简化了生产工序,节能降耗,提高了设备利用率.固定化细胞技术具有较好的催化活性和多种优点而被应用在制药行业、食品工业、环境保护及传统发酵工业中,尤其在工业生产应用中,固定化细胞酒精发酵技术研究得最活跃、最深入和最为成熟。
1 实验部分
1.1 实验材料
1)安琪高活性干酵母
2)增殖培养基:葡萄糖5.0g/L,蛋白胨0.5g/L,酵母膏0.5g/L,七水硫酸镁0.1g/L,磷酸二氢钾0.1g/L,调节pH为5.0.
3)发酵培养基:葡萄糖12%～15%,蛋白胨0.5g/L,酵母膏0.5g/L,七水硫酸镁0.1g/L,磷酸二氢钾011g/L,硫酸铵015g/L,调节pH为510。
1.2 实验方法
1.2.1 活性干酵母的活化
用电子天平各称取1100g干酵母,分别放在两个250.mL三角瓶中,用50mL质量分数为2%的蔗糖溶液在30.℃恒温活化30.min,分别编号.1#、2#备用。
1.2.2 酵母菌增殖培养
将活化后的酵母菌1#.、2#.分别加入装有50mL编号为1#、2#增殖培养基的三角瓶中,放入台式恒温振荡器中,在28.℃、120r/min条件下增殖培养24h.
1.2.3 海藻酸钠-酵母菌悬液制备
用100mL蒸馏水加热溶解一定量海藻酸钠,将增殖酵母菌液1#与海藻酸钠溶液充分混合均匀,形成海藻酸钠—酵母菌悬液。
1.2.4 酵母细胞的固定化
称取3g无水氯化钙,溶于150mL蒸馏水中,配制成所需质量分数2%的氯化钙溶液,将其置于20℃的电子恒温水浴锅中,将海藻酸钠—酵母菌悬液滴入氯化钙溶液中造粒,并恒温维持2h,使酵母充分固定化.倾倒去上清液,用蒸馏水冲洗固定化酵母3次,然后重新置于2%的氯化钙溶液中平衡24h后,备用。
1.2.5 固定化酵母的发酵试验
将固定化好的酵母置于1000mL,pH=5.0的发酵培养基中,放置于30℃的电子恒温培养箱中进行发酵,定时记录发酵酒精体积分数、酸度和糖度的变化.
1.2.6 游离酵母的发酵试验
直接将配好的2#酵母菌添加于1000mL,pH=5.0的发酵培养基中,放置于30℃的电子恒温培养箱中进行发酵,定时记录发酵液糖度、酒精体积分数、酸度和糖度的变化.
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