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《利用蘋果渣制備酒精的工藝研究[2]》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、利用蘋果渣制備酒精的工藝研究太原理工大學(xué)2008年7月10利用蘋果渣制備酒精的工藝研究本文闡述了鮮蘋果渣的營養(yǎng)成分,以及開發(fā)果渣發(fā)酵生產(chǎn)酒精的可能性和重要意義,并就蘋果渣的綜合利用途徑作了綜述。以鮮蘋果渣為原料,利用單因素試驗(yàn)選擇蘋果渣的最佳糖化工藝條件和最佳發(fā)酵的工藝條件。糖化過程以及熱處理時(shí)間、酶作用時(shí)間、酶用量作為討論因素,運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn),優(yōu)化最佳條件;發(fā)酵過程中以發(fā)酵液的起始pH值、酒用干酵母的添加量、發(fā)酵溫度以及發(fā)酵時(shí)間作為討論因素,運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn),優(yōu)化最佳條件。結(jié)果表明,糖化過程中最佳的蒸煮時(shí)
2、間為30分鐘,纖維素酶的最適用量是0.3334μmol·s-1/50g蘋果渣,最適宜的酶作用時(shí)間是6小時(shí),在此酶解條件下,與空白相比,原料還原糖的凈增率為97.45%;發(fā)酵過程中最適的pH值為4,酒用干酵母的最適添加量為0.4‰,最適的發(fā)酵溫度是25℃。在此條件下,蘋果渣的乙醇產(chǎn)率達(dá)178.40ml/kg干物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)部分1.實(shí)驗(yàn)儀器:實(shí)驗(yàn)中所用的主要儀器設(shè)備如表1所示表1實(shí)驗(yàn)儀器規(guī)格一覽表Table1Theexperimentwithinstrumentandtype名稱規(guī)格產(chǎn)地旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE-52B
3、上海亞榮生化儀器廠循環(huán)水式真空泵SHZ-D3鞏義市子華儀器有限公司手提式壓力蒸汽消毒器GMSX-280北京市永光明醫(yī)療儀器廠電熱鼓風(fēng)干燥箱101-1A天津市泰斯特儀器有限公司PHS-3C精密PH計(jì)E-201-C上海精密科學(xué)儀器有限公司臺(tái)式冷凍恒溫振蕩器THZ-C-1太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠雙人雙面凈化工作臺(tái)SW-CJ-2F蘇州凈化設(shè)備有限公司架盤藥物天平HC-TP11-1上海精密科學(xué)儀器有限公司電子萬用爐DL-1北京市永光明醫(yī)療儀器廠2.實(shí)驗(yàn)原料及試劑:實(shí)驗(yàn)中所用的主要原料及試劑如表2所示表2實(shí)驗(yàn)原料及試劑一
4、覽表Table2Theexperimentwithmaterialandreagent名稱規(guī)格產(chǎn)地蘋果渣自制檸檬酸試劑純天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司NaHCO3試劑純天津市化學(xué)試劑三廠糖化酶10萬u/g河北勝利酶制劑有限公司纖維素酶酶活力>15u/mg上海源聚生物科技有限公司果膠酶40u/mg山西瑞世化工有限公司葡萄糖試劑純天津市大茂化學(xué)試劑廠CuSO4試劑純天津市大茂化學(xué)試劑廠NaOH試劑純天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠酒用干酵母工業(yè)級(jí)煙臺(tái)馬利酵母有限公司3.實(shí)驗(yàn)方案的確定10(1)糖化部分糖化部分分為四
5、個(gè)步驟分別為熱處理、酶解、糖化及還原糖的測定。還原糖的含量為糖化效果的檢測指標(biāo),而影響糖化效果的主要因素有熱處理的方式、酶解時(shí)間及酶用量。試驗(yàn)的具體步驟如下。熱處理是利用水蒸汽的熱能使鮮蘋果渣中植物組織和細(xì)胞徹底破裂,原料內(nèi)含的淀粉質(zhì)吸水膨脹破裂,使淀粉由顆粒變成溶解狀態(tài)的糊液,易于受后續(xù)添加的酶作用,增加還原糖的轉(zhuǎn)化率,同時(shí)對(duì)原料滅菌,以利于發(fā)酵,熱處理的時(shí)間將直接影響到還原糖的含量,所以本實(shí)驗(yàn)中將熱處理的時(shí)間作為一項(xiàng)主要的影響因素來加以討論。在本實(shí)驗(yàn)中添加的酶有:纖維素酶、果膠酶和糖化酶。這三種酶
6、中纖維素酶對(duì)還原糖含量的影響最大,因?yàn)槔w維素是植物細(xì)胞壁的主要成分,是鮮蘋果渣中儲(chǔ)藏量較高的植物多糖物質(zhì)之一。以干物質(zhì)計(jì),蘋果渣粗纖維含量16.8g/kg。用纖維素酶能將蘋果渣中的纖維素有效轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖(糖化),有利于提高蘋果渣發(fā)酵乙醇的產(chǎn)率。而纖維素酶作用的時(shí)間與添加量不同,將會(huì)直接影響到生產(chǎn)成本和糖化效果。所以纖維素酶的作用時(shí)間及添加量為兩個(gè)重要的影響因素來加以討論。最佳糖化工藝條件的選擇具體步驟如下。①熱處理稱取50g鮮蘋果渣9份,調(diào)pH值至4.5左右,分別進(jìn)行以下3種處理:Ⅰ常壓蒸煮處理2
7、0min;Ⅱ常壓蒸煮處理30min;Ⅲ常壓蒸煮處理40min。分別冷卻至50℃后加入占蘋果渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的果膠酶,在50℃培養(yǎng)箱中作用6h,測定還原糖含量。②不同酶解時(shí)間的試驗(yàn)稱取50g鮮蘋果渣9份,加入0.3334μmol/s的纖維素酶,用檸檬酸或碳酸氫鉀調(diào)酸度至適于酶作用的pH值4.5,在50℃下分別酶解0、5、7、9h,測定還原糖含量。③不同酶用量的試驗(yàn)稱取50g鮮蘋果渣9份,常壓蒸煮30min后,調(diào)pH至5.0左右,分別添0.1667,0.2501,0.3334,0.5001,0.6668
8、μmol/s纖維素酶,密封后于50℃下酶解6h,測定還原糖含量。④還原糖百分含量的測定還原糖含量的測定使用斐林滴定法,其檢測原理為:水解后的葡萄糖,與斐林甲、乙液混合后,硫酸銅與氫氧化鈉作用生成氫氧化銅,氫氧化銅與葡萄糖在堿性條件下,可反應(yīng)生成磚紅色的氧化亞銅沉淀。實(shí)驗(yàn)過程中將甲乙液各5ml,加10ml水,并預(yù)先加入20ml、0.1%的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液混合后加熱,使溶液在2min內(nèi)沸騰,以每分鐘20滴至藍(lán)色剛好消失,即滴定已達(dá)終點(diǎn),記錄滴定的葡萄糖體積。其