固定化啤酒酵母載體的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代生物工程技術(shù)與食品加工技術(shù)越來越緊密的有機(jī)結(jié)合，將固定化細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于啤酒的生產(chǎn)，是未來的一個發(fā)展趨勢。應(yīng)用固定化技術(shù)發(fā)酵可克服傳統(tǒng)游離細(xì)胞發(fā)酵的細(xì)胞利用率低、設(shè)備龐大等缺點，具有不易污染雜菌、可重復(fù)利用、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點。本課題主要對固定化載體材料的選擇、固定化條件的優(yōu)化、游離酵母和固定化啤酒酵母的發(fā)酵動力學(xué)和啤酒液風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了研究分析。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.選用目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的海藻酸鈉作為固定化載體，在

2、自制的簡易方便的裝置上進(jìn)行固定化酵母小球制作。通過質(zhì)構(gòu)分析儀考察了海藻酸鈉質(zhì)量濃度、CaCl2質(zhì)量濃度、殼聚糖覆膜時間對固定化小球硬度的影響。結(jié)果表明:海藻酸鈉質(zhì)量濃度對固定化小球的成型和硬度影響較大，其質(zhì)量濃度越大，小球成型越不規(guī)整，拖尾數(shù)越多，硬度越大;3％(wt)的CaCl2固定化小球硬度最大;殼聚糖覆膜90min的效果較好。但后兩者對固定化小球硬度影響不明顯。迸一步以糖消耗為指標(biāo)進(jìn)行發(fā)酵，確定最佳條件為:2％(wt)的海藻酸鈉，

3、3％(wt)的CaCl2，酵母懸液和海藻酸鈉體積比為1∶6，固定化顆粒填充量為每100mL麥汁添加17.5g。在最佳條件下，利用5L發(fā)酵罐進(jìn)行重復(fù)發(fā)酵實驗，得到的實驗結(jié)果為:固定化酵母可以重復(fù)利用6次;殘?zhí)墙档?(0)Bx;酒精度為3.80～3.87％Vol。
　　 2.以玉米秸稈為吸附載體，海藻酸鈉作為包埋載體對啤酒酵母進(jìn)行固定化。利用酶法和化學(xué)法處理玉米秸稈，與未處理作對照，以殘?zhí)橇孔鳛橹笜?biāo)進(jìn)行發(fā)酵實驗，發(fā)現(xiàn)上述兩種處理方法

4、與未處理的均無顯著差異。因此選用未處理玉米秸稈做進(jìn)一步研究。然后分別考察玉米秸稈尺寸、吸附時間和酵母懸液量對吸附的影響。進(jìn)一步以酒精度為指標(biāo)，進(jìn)行海藻酸鈉質(zhì)量濃度、吸附時間和酵母懸液量的單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化，得到的最佳固定化條件為:0.5cm×0.5cm×0.5cm大小的玉米秸稈吸附效果最好，酵母吸附時間為5.3h，海藻酸鈉質(zhì)量濃度為2.94％和酵母懸液量為61.7mL時，酒精度達(dá)到最大值4.23％Vol。在最佳固定化條件下，于5L發(fā)

5、酵罐中進(jìn)行重復(fù)發(fā)酵實驗，得到的結(jié)果為:玉米秸稈固定化酵母可以重復(fù)利用7次;殘?zhí)墙档?.9(0)Bx;酒精度為3.82～3.89％Vol。
　　 3.分別用Logistic方程、Luedeking-Piret方程和Reilly方程建立了游離酵母細(xì)胞發(fā)酵的細(xì)胞生長、產(chǎn)物合成以及固定化酵母發(fā)酵產(chǎn)物合成的動力學(xué)模型。實驗值與模型計算值均能較好地擬合。用GC-MS檢測分析游離酵母、海藻酸鈉固定化酵母及玉米秸稈固定化酵母發(fā)酵的啤酒風(fēng)味物質(zhì)，