摘 要

为了获得固定化酿酒酵母的最适摇瓶发酵条件，本实验中通过单因素试验和正交试验L₉（3³），采取固定化培养的方法来探究在不同条件下的酿酒酵母发酵效果。每组通过改变单一变量来探究每一个单一变量所对应的酶的最佳反应条件，最后再综合各个最优的条件（装液量、恒温培养温度和摇床摇晃震动的频率），以期获得酿酒酵母的最适合发酵条件来寻求等成本下的产量最大化。最后再综合的讨论与实验结果的对比与分析之后得到该品种的酿酒酵母的单因素最适条件分别为：100ml的装液量、34℃的培养温度、200r/min的摇床转速，综合最适条件为：100ml装液量、34℃的培养温度、210r/min的摇床转速。

关键词：酿酒酵母；发酵；正交试验；优化

Abstract

In order to obtain the optimal fermentation conditions of immobilized Saccharomyces cerevisiae, the fermentation effect of Saccharomyces cerevisiae under different conditions was studied by univariate test and orthogonal test L9 (3³). Each group explores the optimal conditions of the enzyme corresponding to each single variable by changing the single variable, and finally synthesizes the optimal conditions (the volume of liquid, the temperature of the incubation temperature and the frequency of shaking the shaker) in order to obtain the wine The most suitable fermentation conditions for yeast are to seek the maximum yield under equal cost. Finally, the comparison and analysis of the results were compared with the experimental results. The single factor optimum condition of the brewer's yeast was: 100ml loading liquid temperature, 34 ℃ culture temperature, 200r / min shaker speed, The conditions are: 100ml liquid loading, 34 ℃ culture temperature, 210r / min shaker speed.

Key words: Saccharomyces cerevisiae；fermentation；orthogonal experiment；optimization

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1生物乙醇 1

1.1.1 生物乙醇概述 1

1.1.2 酿酒酵母菌 2

1.1.3 酿酒酵母菌产乙醇 2

1.2生物膜 3

1.2.1生物膜概述 3

1.2.2 生物膜的结构、形成 3

1.2.3 固定化培养生物膜 5

1.2.4 生物膜的耐药性和工业应用 5

1.3 酿酒酵母固定化生物膜 7

1.3.1 固定化细胞的形态特征..................................................................................................................7

1.3.2 生物膜法固定化细胞的优良发酵特性.........................................................................................7

1.4 研究的内容和意义 8

1.4.1研究的内容 8

1.4.2 研究的意义 8

第二章 发酵条件优化 9

2.1材料与方法 9

2.1.1菌株 9

2.1.2 培养基 9

2.1.3培养方法 9

2.2 发酵条件选择和优化 10

2.2.1培养温度 10

2.2.2摇床转速 10

2.2.3装液量 10

2.3正交实验 10

2.4 试剂与仪器 11

第三章 结果与讨论 13

3.1单因素试验的研究 13

3.1.1温度对酿酒酵母发酵的影响 13

3.1.2摇床转速对酿酒酵母发酵的影响 13

3.1.3装液量对酿酒酵母发酵的影响 14

3.2正交试验结果分析 15

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

1.1生物乙醇

1.1.1 生物乙醇概述

就近年来的发展趋势来看，生物燃料乙醇的制备工艺已趋于成熟稳定，即使用高糖类的植物或植物部分作为原料，通过微生物的生物作用来生产生物燃料乙醇 ，但是也会有时候会采用分解原石油得到乙烯进一步与在某种特殊反应条件下催化反应得到生物燃料乙醇的化工合成路线。但是后者多因为高耗能、高污染性以及高成本的三高缺点多被大规模的工业化进程而弃用。环境污染一直是世界性的一大难题，而环境污染的首要原因既是化石燃料的大量排放。作为新一代的绿色清洁能源，生物燃料乙醇在生产及使用方面都具有高度清洁性的优点，是人们在未来控制环境污染的一大选择，以期达到减轻温室效应对全球气温上升以及对人类生活环境的破坏的影响^[1]。这不仅是对于环境有着举足轻重的影响，更是各个资源需求性大国在未来必须进行探索的重要战略道路之一。早在十年前，当时任美国总统的布什就已经在《国情咨文》一文中明确指出，在未来资源逐渐被人类耗尽危急关头以及环境污染日益严重的厄待处理，对于可持续在再生能源的开发与利用的问题，已经迫在眉睫，所以将逐步使用生物乙醇燃料来代替目前被广泛使用的化石燃料，并有相关明文政策发布来进行该方案的实施。并且与此同时，在欧盟的各个会议上已经将使用生物乙醇燃料代替化石燃料的适宜提上议程，在十年之间欧美国家已经逐步舍弃化石燃料的使用，并成功地用生物乙醇燃料进行代替，并且根据相关专家估计，在未来十年之内，生物燃料乙醇的使用覆盖度广度还会用十倍的增长速度进行全欧洲的发展与延伸。

而反观我国的生物乙醇燃料的代替化石燃料的进程才刚刚起步，但是发展较快，预估在未来20年，也能够实现生物乙醇燃料的大规模的使用^[2]。

1.1.2 酿酒酵母菌

酿酒酵母归属于革兰氏阳性菌酿酒酵母的菌落形态多呈扁平状，表面湿润且平坦，多为乳酪色即淡棕色，在成功制备出一定产物之后会有乙醇的清香溢出^[3]，易于识别，并且在生产酒精类化合物的同时，也会附带着生成一些其他能量化合物，例如脂肪、多糖类化物等^[4]。