豆渣多糖的水解及發(fā)酸制備乙醇的研究.pdf

1、豆渣是大豆加工工業(yè)中的主要副產(chǎn)物，其中蛋白質(zhì)含量約為15.22％，多糖含量約為62.06%。豆渣多糖包括不可溶性碳水化合物、可溶性碳水化合物。
　　 本試驗以豆渣為原料，探索豆渣水解的最優(yōu)工藝條件，及而后的發(fā)酵制備乙醇的最優(yōu)工藝條件。對豆渣進(jìn)行水解，可以使豆渣中的多糖水解為具有還原性的葡萄糖，葡萄糖在合適的條件下發(fā)酵可以產(chǎn)生乙醇。
　　 豆渣預(yù)處理方法為堿溶酸沉脫除蛋白法。未經(jīng)預(yù)處理的豆渣水解制備還原糖主要有常規(guī)酸水解和

2、亞臨界水水解兩種方法。試驗分別對該兩種方法進(jìn)行了技術(shù)工藝優(yōu)化和比較。
　　 豆渣經(jīng)預(yù)處理脫除蛋白質(zhì)后，得到的液體部分主要為可溶性碳水化合物、固體部分主要為不可溶性碳水化合物。分別對液體溶液進(jìn)行常規(guī)酸水解制備還原糖的技術(shù)工藝優(yōu)化；固體進(jìn)行亞臨界水加催化劑水解制備還原糖的技術(shù)工藝優(yōu)化，并將二者還原糖得率最優(yōu)結(jié)果相加，與未脫除蛋白的豆渣在最優(yōu)水解條件下還原糖得率的結(jié)果作比較；經(jīng)過對以上所有水解方法進(jìn)行比較，選出最佳水解工藝條件制備還原

3、性單糖。對還原性單糖進(jìn)行發(fā)酵，同時對發(fā)酵條件也進(jìn)行優(yōu)化，獲得了豆渣水解發(fā)酵制備乙醇的最優(yōu)技術(shù)工藝。
　　 采用常規(guī)酸水解的方法對豆渣進(jìn)行水解。通過單因素以及正交試驗，確定了最優(yōu)水解條件：反應(yīng)時間4h，鹽酸濃度0.51mol/L，豆渣質(zhì)量濃度為0.028g/mL，水解溫度100℃。水解后還原糖得率為41.62%。
　　 采用亞臨界水法對豆渣進(jìn)行水解。通過單因素以及正交試驗，確定了最優(yōu)水解條件：反應(yīng)時間5min，水解溫度15

4、0℃，催化劑為FeSO4·7H2O，液料比為200:1。水解后還原糖得率為50.73%。
　　 通過堿溶酸沉的方法進(jìn)行豆渣蛋白的脫除。用0.1mol/L的氫氧化鈉在固液比為1:9的條件下進(jìn)行堿溶，抽濾后，得到了豆渣固體纖維素等不溶性碳水化合物；將濾液調(diào)節(jié)pH為4.6進(jìn)行酸沉，抽濾，分離出豆渣中的蛋白質(zhì)，得到了豆渣可溶性碳水化合物液體。
　　 采用常規(guī)酸水解法，對脫除部分蛋白豆渣的可溶性碳水化合物液體進(jìn)行水解。通過單因素及

5、正交試驗，確定了最優(yōu)條件：水解4h，pH為0.6，水解溫度80℃。水解后還原糖得率為3.69%。
　　 采用亞臨界水法，對上述得到的脫除部分蛋白的豆渣纖維素等不溶性碳水化合物固體進(jìn)行水解。通過單因素及正交試驗，確定了最優(yōu)條件：水解溫度為210℃，水解時間為5min，液料比160:1，水解后還原糖得率為38.47%。
　　 以高活性干酵母為豆渣的發(fā)酵酵母。發(fā)酵過程中添加的營養(yǎng)鹽量為(NH4)2SO4為0.5 g/L，MgS

6、O4為2.5 g/L。通過單因素以及正交試驗，確定了最優(yōu)發(fā)酵條件：發(fā)酵時間為4天，酵母接種量為10 g/L，發(fā)酵溫度為29℃，初始pH為5.1。殘還原糖含量為10.33%
　　 通過最優(yōu)發(fā)酵條件，選擇兩種發(fā)酵方式：亞臨界水解濃縮液發(fā)酵和在水解濃縮液中添加纖維素酶與豆渣水解殘渣同步發(fā)酵。其乙醇含量依分別為：亞臨界水解濃縮液發(fā)酵乙醇得率為17.41%，水解濃縮液中添加纖維素酶和豆渣水解殘渣進(jìn)行同步發(fā)酵乙醇得率為19.41%，發(fā)酵后的