木薯渣的发酵工艺研究(1)

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木薯渣的发酵工艺研究
苏小建谢丽霞曹子慧黄世好秦少艳
（广西师范大学环境与资环学院）
【摘要】以料水比、温度、酵母种类、纤维素酶用量4个因素进行正交试验，得出木薯渣发
酵制备乙醇的最优条件为：料水比1∶4，温度35℃，酵母种类为高活性干酵母，纤维素酶用量为
0．15g，在最优发酵时间内其最高产率为27．3％。

本试验很好地将木薯渣中的粗纤维利用起来，通
过对比试验可知未糊化和经糊化的木薯渣，其发酵产率差别不大，这对减少原料的预处理，进
行大规模工业生产提供了理论依据，从而提高了木薯渣的利用价值和经济效益。

【关键词】木薯渣；发酵；正交试验
中图分类号：TS239文献标识码：A文章编号：1673-7199(2010)10-0127-03
木薯渣是木薯加工制取淀粉过程中所产生的废弃物。

我国目前对木薯渣发酵酒精的研究甚少，仅在用其生产蛋白饲料、栽培菇类等方面，且其利用量也甚少，大量的木薯渣都被废弃，造成了极大的浪费，严重污染了环境。

近几年来，由于燃料酒精不仅能缓解能源短缺的问题，而且可缓解因地球温室效应加剧带来的气温升高及地球气候恶化等严重问题，因此深入研究木薯渣发酵的工艺条件对提高产酒率及其经济效益具有重要性的意义。

1材料与方法
1．1材料
木薯渣：由桂林市永福县淀粉厂提供。

酵母，丹宝利常温型酿酒高活性干酵母，广东丹宝利酵母有限公司；高活性LALVIN ICV酵母菌，澳大利亚产；水解酶：α－淀粉酶、纤维素酶、糖化酶。

1．2仪器和设备
GC－16APTF气相色谱仪，日本产；RE52－A旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂；电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；电热恒温水浴锅，北京长源试验设备厂。

1．3方法
1．3．1酒精含量的测定
首先对发酵液进行抽滤，并将其转移到250mL的容量瓶中定容。

以0．2μL无水乙醇为标样，测定1．0μL 发酵液的峰面积。

用气相色谱法测定发酵液中的酒精含量，测定条件为：分析柱为DC－200、载气氮气的流速为78mL／min、进样口的温度为50℃、柱温为100℃、检测器温度为150℃、检测器为氢火焰、氢气流速为80mL／min、空气流速为80mL／min。

1．3．2pH值试验
乙醇酵母可在pH值4．0～6．0环境中进行繁殖，因此本试验按照发酵工艺对五种不同的pH值发酵样品（即pH值分别为4．0、4．5、5．0、5．5以及6．0）进行密封发酵，重复3次，3d后用气相色谱测定其出酒率，以此选择出最适宜的发酵pH值。

1．3．3最适合的发酵时间
分别用糊化后的木薯渣和未糊化的木薯渣各5g，以本试验所得出的最适配方即料水比1∶4，酵母种类为高活性酵母，纤维素酶用量0．15g，在35℃条件下发酵，以酒精含量的测定方法分别在24、48、72、96h 测定发酵液的锋面积，最大者即为最高出酒率，其对应的时间为最适发酵时间。

其他条件不变，不加纤维素酶，以同样方法测定其最高出酒率和最适发酵时间。

1．3．4出酒率的计算
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表1正交试验结果
表2pH值对出酒率的影响表3发酵时间对出酒率的影响图1出酒率与时间的曲线
发酵结束后，将其抽滤并定容，用高效气相色谱分析其含量，按下列公式计算出酒率：
出酒率＝酒精体积×酒精含量×100％
2结果与讨论
2．1影响出酒率的正交试验结果
由试验拟定的料水比、温度、酵母种类、纤维素酶用量4个因素，采用正交试验进行优化，以此来确定木薯渣发酵的最佳条件，试验结果见表1。

由表1可知：各因素对木薯渣发酵的影响程度大小依次为：纤维素酶用量﹥酵母种类﹥料水比﹥温度。

由正交试验结果可得出本次试验木薯渣发酵酒精的最佳条件为：料水比1∶4，发酵温度为35℃，酵母种类为高活性酵母，纤维素酶用量0．15g。

2．2pH值对出酒率的影响
酵母最适pH值为4．8～5．0；而正常糖化醪pH值处于5．0～5．5就适宜酵母的繁殖和发酵。

当pH值降到4．2以下，酵母仍能继续繁殖，但此时乳酸菌已经停止生长，酒母这种耐酸性常用于消除污染醪中的细菌，但为了保证酵母的繁殖又抑制杂菌生长，应将酒母糖化醪pH值控制在4．0～4．5。

由表2可知：pH值为5．0～5．5之间出酒率最高，本试验的目的是寻求最优的发酵条件，因此可确定木薯渣发酵的最适pH值为5．0～5．5。

2．3发酵时间对出酒率的影响
根据以上试验结果，以最佳试验方案为基准，分别用糊化（记为①）和未糊化（记为②）以及糊化但不加纤维素酶（记为③）3种样品处理方式测试出最高出酒率和最适发酵时间，见表3。

由表3和图1可知：木薯渣的最适发酵时间为72h，并且糊化后的木薯渣与未糊化的木薯渣的出酒率相差不大，而为加纤维素酶的木薯渣，其出酒率约为最佳条件下出酒率的1／2。

3结论
通过正交试验得到木薯渣发酵的最优条件，即为料水比1∶4、温度为35℃、酵母为高活性干酵母、纤维素酶用量为0．15g。

在最优条件下，木薯渣糊化与未糊化的出酒率相差不大，这对大规模的工业生产有一定的实用意义，可在一定程度上减少生产工序，提高劳动生产率和经济效益。

通过使用纤维素酶将木薯渣中占较大比例的粗纤维利用起来，其最高产酒率有27．3％，即每100g木薯渣可生产出34．2L的乙醇，确实发掘了木薯渣的潜在利用价值。

参考文献
［1］朱元芳，张华，王旭初，等．木薯块根贮藏物质的研究进展
序号料水比
A
温度
B（℃）
酵母种
C
纤维素酶
用量D（g）
色谱峰
面积
出酒率
（％）
1 2 3 4 5 6 7 8 91（1∶3）
1∶3
1∶3
2（1∶4）
1∶4
1∶4
3（1∶5）
1∶5
1∶5
1（25）
2（30）
3（35）
25
30
35
25
30
35
1（LALVINICV酵母）
2（高活性酵母）
3（丹宝利酵母）
B
C
A
C
A
B
1（0．05）
2（0．10）
3（0．15）
0．15
0．05
0．10
0．10
0．15
0．05
83909
101375
103273
113145
95300
100236
99476
104033
102893
22．1
26．7
27．2
29．8
25．1
26．4
26．2
27．4
27．1
K1 K2 K3 R 25．3
27．1
26．9
1．8
26．0
26．4
26．9
0．9
25．3
27．9
26．2
2．6
24．8
26．4
28．1
3．3
pH值峰面积出酒率（％）
4．0
4．5
5．0
5．5
6．0
27831
30556
54659
52903
38020
6．34
6．96
12．45
12．05
8．66
时间（h）24487296
①出酒率（％）
②出酒率（％）
③出酒率（％）
11．5
12．8
6．6
18．2
19．4
9．8
27．3
25．7
14．2
24．6
23．1
11．3
128
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项目资助：广西环境工程与保护评价重点试验室项目（200912）
收稿日期：2010－0610
作者简介：苏小建（1957—），男，广西桂林人，教授级高工，研究方向天然产物的研究与开发。

通信地址：（541002）广西桂林市
酶法提取生姜膳食纤维工艺研究
宋慧苗敬芝唐仕荣
（徐州工程学院食品工程学院）
【摘要】采用酶法提取生姜中的膳食纤维，利用植物蛋白酶、糖化酶依次水解除去生姜中的蛋白质和淀粉，95％乙醇沉淀可溶性膳食纤维，过滤后用乙醇、丙酮洗涤滤渣，去除脂肪等脂溶
性物质，干燥得膳食纤维。

结果表明：植物蛋白酶最佳工艺条件为加酶量10％、时间3h、pH值
7、温度55℃；糖化酶最佳工艺条件为加酶量1．4％、时间1h、温度60℃；生姜中总膳食纤维提
取率为66．90％。

【关键词】生姜；膳食纤维；植物蛋白酶；糖化酶
中图分类号：TS202.3文献标识码：A文章编号：1673-7199(2010)10-0129-04
膳食纤维是一种不能被人体所消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素，是一种资源丰富有多种生理功能的物质，对预防某些疾病及保障人体健康起着极其重要的作用，是较理想的功能性保健食品原料。

研究表明，膳食纤维对糖尿病、心血管病、肥胖、肠癌、便秘等多种疾病有明显预防和治疗作用。

生姜是古老的香料也是现代医药、食品工业的天然原料。

生姜营养丰富，含精油、姜辣素、脂肪油、树脂、戊聚糖、蛋白质、矿物质等，尤其富含大量的膳食纤维。

采用酶法从生姜中提取膳食纤维，目前在国内尚未见报道。

本文以生姜为原料，采用酶法提取膳食纤维，探讨酶水解条件对生姜中膳食纤维提取率的影响，对提高生姜的经济效益和附加值，具有重要意义。

1材料与方法
1．1材料、试剂及仪器
生姜：矿大农贸市场。

植物蛋白酶（80万U／g），广西南宁庞博生物工程有限公司；酶糖化酶（10万U／g），北京奥博星生物技
129。