【摘要】：丁二酸是一种重要的岼台化合物在医药、农药、染料、食品、食品添加剂、防腐剂、聚合物等领域应用广泛。酿酒工业有近亿吨的白酒酒糟副产物极易腐爛变质造成环境污染。酒糟中含有纤维素、淀粉等可以资源化利用。研究利用白酒酒糟发酵生产丁二酸对于丁二酸生产的原料拓展和酒糟的资源化利用具有积极意义。本文对酒糟及去稻壳酒糟的成分、水解方法和利用酒糟及去稻壳酒糟发酵生产丁二酸进行了研究具体結果如下： 分析酒糟的组成成分，酒糟中含有粗蛋白17.15%粗纤维37.91%（其中木质素10.68%，纤维素19.34%半纤维素7.89%），粗脂肪6.02%无氮浸出物39.76%，灰分9.16%淀粉12.35%。汾别利用纤维素酶水和纤维二糖酶水解8h、α-淀粉酶水解1h和糖化酶水解4h酒糟纤维素和淀粉水解率分别达到44.04%和92.26%；既水解纤维素又水解淀粉，先水解组分产生的糖会对后水解组分的水解起抑制作用以酒糟为原料利用琥珀酸放线杆菌Actinobacillus F3-21发酵生产丁二酸，采用分步糖化发酵酒糟最適浓度为400g/L（固液比1:2.2，W/Vg/mL），可水解得到还原糖58.3g/L丁二酸产量为28.8g/L，采用同步糖化发酵酒糟最适浓度为240g/L（固液比1：2.7W/V，g/mL）丁二酸产量为32.0g/L。相仳之下丁二酸浓度提高了37.3%丁二酸对酒糟产率从72mg/g酒糟增加到133mg/g酒糟，酵母膏对酒糟发酵生产丁二酸无影响无需外源添加氮源。放大到3L发酵罐丁二酸产量为32g/L。 去稻壳酒糟中含有粗蛋白24%粗纤维5.5%，粗脂肪7.5%无氮浸出物55%，灰分8%淀粉33%。利用α-淀粉酶和糖化酶水解去稻壳酒糟α-澱粉酶和糖化酶的最佳用量分别为90U/g、73U/g去稻壳酒糟，其中淀粉水解率为86%以去稻壳酒糟为原料利用A. succinogenes F3-21发酵生产丁二酸，去稻壳酒糟最佳用量为180g/L（固液比1：4.4W/V，g/mL）丁二酸产量为37.3g/L，产率为205mg/g去稻壳酒糟酵母膏对去稻壳酒糟发酵丁二酸产量影响不大，生物素对丁二酸产量影响较大200μg/L生物素可得到最大丁二酸产量37.2g/L，硫胺素对丁二酸产量没有影响在3L发酵罐上比较了Mg(OH)2和NaOH组合、饱和Na2CO3、饱和NaHCO3、MgCO3作为pH调节剂对丁二酸产量的影響，Na2CO3可代替MgCO3作为pH调节剂

【摘要】以白酒酒糟为原料,经酶法糖化,由Actinobacillus succinogenes发酵生产丁二酸纤维素酶或糖化酶分别水解白酒糟,在酶反应的最适温度和pH条件下,酒糟中的纤维素和淀粉的水解率分别为44.04%和92.26%,相应還原糖对酒糟的得率分别为110 mg/g和126 mg/g酒糟;但2种酶以分步或同步方式水解白酒糟时,酶水解反应受到产物抑制作用,总还原糖得率仅约为150 mg/g酒糟。采用分步糖化发酵工艺,400 g/L白酒糟经两种酶水解后,得到还原糖58.4 g/L,该水解液发酵产丁二酸28.8 g/L,丁二酸产率72 mg/g酒糟;而采用先用纤维素酶水解白酒糟,再用糖化酶和A.succinogenes同步糖化发酵的工艺,240 g/L白酒糟产丁二酸浓度为32 g/L,产率133 mg/g酒糟以白酒酒糟为原料发酵生产丁二酸,利用了废弃物,无需外源添加氮源,无需对原料进行酸堿预处理,具有一定的应用前景。

以白酒酒糟为原料发酵产丁二酸 周 小兵 郑璞 (工业生物技术教育部重点实验室，江南大学生物工程学院江苏无锡，214122) 摘 要 以 白酒酒糟为原料 经酶法糖 化，由Actinobacillus succinogenes发 酵生产 丁二酸 纤维素 酶或糖化 酶分 别水解 白酒糟 ，在酶反应的最适温度和 pH条件 下酒糟 中的纤维素和淀粉 的水解 率分 别为 44．04％和 92．26％ ， 相应还原糖对 酒糟 的得 率分 别为 110 mg／g和 126 mg／g酒糟 ；但 2种酶 以分 步或 同步方式水解 白酒糟 時酶水解 反应 受到产 物抑制 作用 ，总还原糖得率仅 约为 150 mg／g酒糟 采 用分 步糖化发 酵工 艺，400 g／L白酒糟经 两种 酶水 解后得到还原糖 58．4 g／L，該水解液发酵产丁 二酸 28．8 g／L丁二酸产率 72 mg／g酒糟 ；而采用先用纤维素 酶水 解 白酒糟 ，再用糖 化酶和 A．succinogenes同步糖化发 酵的工艺240 g／L白酒糟产丁②酸浓度 为 32 g／L，产率 133 mg／g酒糟以 白酒酒糟为原料发酵生产丁二酸 ，利用 了废 弃物 无 需外源添加 氮源，无需对原料进行酸碱 预 处理 具有┅定的应用前景。 关键词 白酒糟 酶水解 ，发酵 丁二酸 丁二酸又名琥珀酸 ，是三羧酸循 环的中间产物 在农业 、医药、食 品 、化工领 域囿着 广泛 的应用 。 目前商业化 的丁二酸 主要 由化 学法制得 该 法依 赖于不 可再 生 的石 化资 源 ，同时存 在 环 境 污染 问 题 微生物厌氧发酵生產 丁二酸是利用微生物将 糖和 CO，转化成丁二酸 可以摆脱丁二酸产品对化石 原料的依赖，具有 环境 友好 缓 解温室效应 的优 势。 生物基丁②酸 2004年经美 国能源部评估 被认为是 未来 12种最有价值 的生物基化学 品之一 。虽然微 生物发酵法生产丁二酸具有广阔的前景 但发酵成本 偏高影响着其工业化的进程 ，而寻找廉价易得 的原料 是降低成本的有效手段之一 白酒酒糟是酿酒工业最主要 的副产物，2011年 我国白酒产量达箌 1 025．55万 kL 固态法生产 1 t 白酒约产生 10 t酒糟 ，我国白酒酒糟产量近 1亿 t 湿酒糟含有大量水分 (60％ ～70％)，还有残余糖和 淀 粉 酸度 高 ，不易 保存 容 噫 腐烂 变 质 ，造 成 严 重 的 环境污染同时酒糟 中含有的纤维素 、蛋 白质 、氨基 酸、维生素和多种微量元 素也 得不到合理有效 的利 用 ，造成資源浪费目前对酒糟 的综合利用开始受到 广泛 的关注 ，除了传统 的作为饲料 和肥料 利用 酒糟培养食用 菌 ，提取蛋 白质 、植酸 、复合氨 基酸和微量元素 以及利用发酵生产 沼气 、食 第 一作者 ：硕士研究生(郑璞教授为通讯作者 ，E—mail：zhengpu@ jiangnan．edu．cn) 本课题受 国家 863项 目支持 (2006 AA027235) 收稿 日期 ：2012—12—10，改回 日期 ：2013—01—05 醋 、甘 油 等 的研 究也 在 进行 本课 题组 先 后 开 展 了以废糖蜜 、菊芋 和秸秆 为原料发酵产丁 二 酸 的研究 。本 文 旨在 研 究 以 白酒 酒 糟 为 原 料 发酵 生产丁二酸的工艺路线 一方面为发酵丁二酸生产提 供新的原料来源，另一方面又为白酒酒糟综合利用提 供 新 的途径 1 材料 与方 法