从糖蜜酒精成熟醪酵母中提取β-1，3-葡聚糖的研究

论文摘要

21世纪是资源与环境的时代,合理利用资源,保护环境是国民经济持续发展的必然要求。本课题以综合利用为指导思想,首次提出从酒精生产源头上改变工艺,回收醪液中的酒精酵母实现酒精和酵母高附加值产品的联产,将酒精废酵母变废为宝,增加经济效益。既可提高废液回用率,又可减少废水污染负荷,减少排污治理费用,为制糖行业产品结构调整和副产物综合利用开拓新的有效途径,为工业化生产提供了切实可行的依据。项目研究了基础理论及各环节工艺条件,简要归纳以下:1.确定成熟醪离心的工艺条件以及酵母泥化学洗涤的工艺条件:洗涤水量30%,洗涤次数3次,离心转数3000r/min,离心时间10min;酵母泥化学洗涤先经过1.75%酒石酸洗涤30min,再用0.1%的碳酸氢钠洗涤。在此条件下酒精酵母得率达1.5%,成熟醪酒精损失3%。所得酒精酵母的总糖含量高于鲜酵母。2.检测比较了常规工艺与新工艺的废液技术指标的差异,并试验了废液代替清水的回用率。新工艺酒精废液SS下降了53.3%,COD下降了34%,BOD下降了56.9%,大大减轻了废液治理难度。新工艺酒精废液代替清水回用率可达20%,比常规工艺废液回用率提高了4倍,酵母洗涤废液①的回用率达70%。3.以酒精酵母为原料,研究确定了自溶-超声波-酶解-碱溶氧化法优化β-1,3-葡聚糖的制备工艺,实现β-1,3-葡聚糖与酵母抽提物的联产。利用单因素实验和正交实验确定了影响多糖纯度最重要的影响因素,然后利用响应面分析法得出酶添加量A、碱溶温度B、碱溶浓度C三个因素与多糖纯度（Y）之间的回归方程为:Y=-1174.3175+0.1755×A+27.3212×B+59.3075×C-6.75×10-4×AB-4.5×10-3×AC-0.253×BC-1.1267×10-4×A2-0.1606×B2-5.6467×C2确定了最佳工艺条件为:酶添加量为470U/g,碱溶浓度3.2%,碱溶温度81.5℃。在最佳工艺条件下,酵母抽提物得率达69.92%,多糖得率达15.02%,β-1,3-葡聚糖含量76.21%、蛋白质含量1.52%。4.以啤酒酵母、活性干酵母为原料与酒精酵母比较进行多糖提取实验,通过比较产品的组分得知:本研究的提取工艺也适用于啤酒酵母和活性干酵母;酒精酵母中β-1,3-葡聚糖的总量高于啤酒酵母和活性干酵母,证明了酒精酵母提取β-1,3-葡聚糖具有较大的开发潜力。5.对酵母多糖样品进行了理化性质分析、初步纯度鉴定、单糖组分分析和分子结构分析,研究结果表明:酵母多糖样品难溶于水及多种有机溶剂,能在二甲基亚砜中形成稳定的悬浮液,产品由单一组分葡萄糖组成,β-葡聚糖分枝度约为21%,表明本实验制备的β-1,3-葡聚糖具有较高的生物活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 论文的选题背景
• 1.1.1 用糖蜜生产酒精的工艺流程
• 1.1.2 糖蜜酒精废液的危害和治理技术
• 1.1.3 酒精成熟醪回收废酵母新工艺
• 1.1.4 酒精废酵母高附加值产品研究开发
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 成熟醪固液分离工艺研究综述
• 1.2.2 酒精废液回用技术研究综述
• 1.2.3 酵母抽提物的研究综述
• 1.2.4 酵母β-1,3-葡聚糖及研究综述
• 1.2.5 酒精酵母的综合利用研究综述
• 1.3 课题的研究意义和研究内容
• 1.3.1 课题研究的目的和意义
• 1.3.2 课题的工艺流程
• 1.3.3 课题的研究内容
• 第二章 糖蜜酒精成熟醪回收废酵母新工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 原料
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 仪器
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 成熟醪回收废酵母工艺条件的确定
• 2.3.2 酵母泥化学洗涤工艺条件的确定
• 2.3.3 酵母质量检测结果
• 2.4 本章小节
• 第三章 新工艺废液回用实验
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 原料
• 3.2.2 试剂
• 3.2.3 仪器
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 新工艺酒精废液成分测定与比较
• 3.3.2 新工艺废液回用试验结果
• 3.3.3 酵母泥洗涤废液①回用试验结果
• 3.4 本章小节
• 第四章 从酒精酵母中提取β-1,3-葡聚糖工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 原料
• 4.2.2 试剂
• 4.2.3 仪器
• 4.2.4 实验原理与方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 提取工艺路线的确定
• 4.3.2 制备酵母抽提物工艺条件优化
• 4.3.3 制备β-1,3-葡聚糖最佳工艺条件优化
• 4.3.4 响应面分析优化工艺条件提高β-1,3-葡聚糖的纯度
• 4.3.5 产品成分检测与比较
• 4.4 本章小节
• 第五章 酵母多糖产品分析鉴定
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试剂
• 5.1.2 仪器
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 理化性质分析
• 5.2.2 初步纯度测定
• 5.2.3 单糖组分分析
• 5.2.4 分子结构分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 酒精酵母深加工经济效益分析
• 6.1 新工艺对现有工艺的影响效应分析
• 6.1.1 正面效应
• 6.1.2 负面效应
• 6.2 经济效益分析
• 6.2.1 计算基准
• 6.2.2 增加年产值
• 6.2.3 年总成本
• 6.2.4 工程投资估算
• 6.2.5 经济效益分析图
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目