几种酵母酒精及甘油等生成动力学研究

论文摘要

在葡萄酒、啤酒、白酒等酒类饮品中酒精是其主要物质，为了更好的优化、控制和预测酒精生产过程，就必需深入研究酒精发酵的过程，并需要用准确的动力学方程来描述此过程。另外，在酒类生产的过程中研究副产物生成所消耗的底物糖类的多少也具有实际指导意义。本论文以葡萄酒1#生产酵母、葡萄酒6#生产酵母、啤酒酵母、701酵母和酒精酵母为研究对象，采用3,5-二硝基水杨酸光度法和比重瓶法分别测定还原糖和酒精，对产酒精、CO2及生长酵母以外的糖消耗进行研究。结果表明，在4种糖浓度下5种酵母生成酒精、CO2及生长酵母以外的糖消耗所表示的副产物量随发酵时间增加而增大直至达到最大，随着发酵时间的继续增加而降低，其峰值出现在酒精发酵处于减速阶段的刚开始时。这对于控制啤酒、葡萄酒等压榨酒的风味或许具有指导性的意义，即控制过程的酒精生成速率，借以控制副产物生成的峰值出现的时机，进而控制总的副产物的生成量的多少。采用高碘酸氧化法测定甘油，为了去除葡萄糖对甘油测定所引起的干扰，做了葡萄糖干扰试验，绘出葡萄糖干扰甘油的标准曲线，从而测得5种酵母生成的甘油量。描述啤酒生产酵母、葡萄酒1#酵母、葡萄酒6#酵母、701酵母及酒精生产酵母生成酒精及产酒精时生成甘油的发酵过程，建立菌体生长、酒精生成的动力学模型和甘油生成的动力学模型，酵母生长量随发酵时间的关系用Logistic方程进行拟合，结果表明，R2都大于0.90；酒精的生成与发酵时间的关系用Luedeking-Piret方程进行拟合，通过Luedeking-Piret方程拟合，表明酒精生成模型符合Gaden产物生成动力学分类的生长偶联型模型，拟合结果R2均大于0.96。甘油生成关系用Luedeking-Piret方程回归，其常数α远大于β，说明甘油生成符合酵母生长的偶联型模型，以偶联型回归具有很好的相关性（R2均大于0.96）；实践中的甘油生成与酒体的圆润有关，生产中的甘油生成主要是在发酵前期伴随酵母生长，而产生的酵母生长速率的高低会直接影响甘油生成速率的高低；经比较，五种酵母的甘油拟合曲线过程基本一致，说明不同种酵母甘油的生成具有共性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 微生物发酵动力学
• 1.1.1 发酵动力学研究对发酵工程的影响
• 1.1.2 发酵产物的动力学分类
• 1.1.3 发酵动力学研究的一般方法和步骤
• 1.2 酒精及酒的风味
• 1.2.1 酒精简介
• 1.2.2 酒类风味研究进展
• 1.2.2.1 啤酒风味研究进展
• 1.2.2.2 葡萄酒风味研究进展
• 1.2.2.3 黄酒风味研究进展
• 1.2.2.4 白酒风味研究进展
• 1.2.3 酒精发酵动力学研究进展
• 1.2.3.1 发酵生产酒精的动力学模型
• 1.2.3.2 pH 值的影响
• 1.2.3.3 温度的影响
• 1.2.3.4 氮源的影响
• 1.3 本研究的主要目的及意义
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 材料
• 2.1.0 菌种
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 主要试验仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 发酵过程
• 2.2.2 生物量的测定
• 2.2.3 还原糖的测定
• 2.2.3.1 还原糖的测定原理
• 2.2.3.2 还原糖的测定的标准曲线的确定
• 2.2.3.3 测定发酵液中的残糖
• 2.2.4 甘油的测定
• 2.2.4.1 甘油含量的测定方法
• 2.2.4.2 葡萄糖干扰曲线的测定
• 2.2.5 酒精的测定
• 2.2.5.1 原理
• 2.2.5.2 试验方法
• 2.2.5.3 计算
• 2.2.6 几种酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 2.2.7 发酵动力学模型的建立
• 2.2.7.1 菌体生长模型
• 2.2.7.2 酒精生成动力学
• 2.2.7.3 酒精发酵中甘油生成动力学
• 第三章 试验结果与分析
• 3.1 标准曲线的制作
• 3.1.1 酵母的标准曲线
• 3.1.1.1 葡萄酒 1#酵母干重标准曲线
• 3.1.1.2 其它酵母干重标准曲线
• 3.1.2 还原糖的标准曲线
• 3.1.3 葡萄糖干扰甘油标准曲线
• 3.2 几种酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 3.2.1 8%糖浓度下酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 3.2.2 12%糖浓度下酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 3.2.3 16%糖浓度下酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 3.2.4 21%糖浓度下酒类酿造酵母产酒精以外的糖消耗的研究
• 3.3 几种酒类酿造酵母动力学研究
• 3.3.1 几种酒类酿造酵母生长动力学研究
• 3.3.2 几种酒类酿造酵母酒精动力学研究
• 3.3.2.1 8%糖浓度下酒类酿造酵母的酒精生成动力学研究
• 3.3.2.2 12%糖浓度下酒类酿造酵母的酒精生成动力学研究
• 3.3.2.3 16%糖浓度下酒类酿造酵母的酒精生成动力学研究
• 3.3.2.4 21%糖浓度下酒类酿造酵母的酒精生成动力学研究
• 3.3.3 几种酒类酿造酵母的甘油生成动力学研究
• 3.3.3.1 8%糖浓度下酒类酿造酵母的甘油生成动力学研究
• 3.3.3.2 12%糖浓度下酒类酿造酵母的甘油生成动力学研究
• 3.3.3.3 16%糖浓度下酒类酿造酵母的甘油生成动力学研究
• 3.3.3.4 21%糖浓度下酒类酿造酵母的甘油生成动力学研究
• 3.3.3.5 4 种糖浓度下酒类酿造酵母的甘油生成的共性研究
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢