利用蘋果渣制備酒精的工藝研究[2]

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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間、酶作用時間、酶用量作為討論因素，運用正交實驗，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)酵時間作為討論因素，運用正交實驗，優(yōu)化最佳條件。結(jié)果表明，糖化過程中最佳的蒸煮時

2、間為30分鐘，纖維素酶的最適用量是0.3334μmol·s-1/50g蘋果渣，最適宜的酶作用時間是6小時，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178.40ml/kg干物質(zhì)。實驗部分1．實驗儀器：實驗中所用的主要儀器設(shè)備如表1所示表1實驗儀器規(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E-201-C上海精密科學(xué)儀器有限公司臺式冷凍恒溫振蕩器THZ-C-1太倉市實驗設(shè)備廠雙人雙面凈化工作臺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．實驗原料及試劑：實驗中所用的主要原料及試劑如表2所示表2實驗原料及試劑一

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)級煙臺馬利酵母有限公司3．實驗方案的確定10（1）糖化部分糖化部分分為四

5、個步驟分別為熱處理、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，而影響糖化效果的主要因素有熱處理的方式、酶解時間及酶用量。試驗的具體步驟如下。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，同時對原料滅菌，以利于發(fā)酵，熱處理的時間將直接影響到還原糖的含量，所以本實驗中將熱處理的時間作為一項主要的影響因素來加以討論。在本實驗中添加的酶有：纖維素酶、果膠酶和糖化酶。這三種酶

6、中纖維素酶對還原糖含量的影響最大，因為纖維素是植物細胞壁的主要成分，是鮮蘋果渣中儲藏量較高的植物多糖物質(zhì)之一。以干物質(zhì)計，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間與添加量不同，將會直接影響到生產(chǎn)成本和糖化效果。所以纖維素酶的作用時間及添加量為兩個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)量分數(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不同酶解時間的試驗稱取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。實驗過程中將甲乙液各5ml,加10ml水，并預(yù)先加入20ml、0.1%的標準葡萄糖溶液混合后加熱，使溶液在2min內(nèi)沸騰，以每分鐘20滴至藍色剛好消失，即滴定已達終點，記錄滴定的葡萄糖體積。其