高濃度酒精連續(xù)發(fā)酵過程中振蕩行為及其弱化機制的研究.pdf

1、通過在連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)中流加含有酒精的培養(yǎng)基，考察了外源性酒精對連續(xù)發(fā)酵過程振蕩行為的影響。在流加不含酒精的低糖培養(yǎng)基使發(fā)酵系統(tǒng)達到擬穩(wěn)態(tài)后，切換含酒精的培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)隨著酒精濃度的提高，生物量濃度顯著下降，之后各發(fā)酵參數(shù)出現(xiàn)了與先前高糖濃度培養(yǎng)基情況下呈現(xiàn)的相似的持續(xù)振蕩現(xiàn)象；重新切換為不含酒精的低糖培養(yǎng)基，使酒精濃度降低后，系統(tǒng)又恢復(fù)穩(wěn)定。實驗結(jié)果表明高濃度酒精，不論是外源性的還是內(nèi)源性發(fā)酵過程產(chǎn)生的，是導(dǎo)致振蕩現(xiàn)象發(fā)生的主要因素。研究發(fā)

2、現(xiàn)酒精濃度與殘?zhí)菨舛日袷幮袨橥剑湍讣毎L的振蕩行為滯后，證實了振蕩過程中酵母細胞對酒精抑制的延遲反應(yīng)。 以D-木糖作示蹤劑，采用階躍示蹤技術(shù)，測定了由一個攪拌式反應(yīng)器和三段填充填料的管式反應(yīng)器串聯(lián)組成的高濃度酒精連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)的混合性能，實驗數(shù)據(jù)表明，各管式反應(yīng)器的混合行為均接近全混流，填料導(dǎo)致管式反應(yīng)器軸向返混程度降低，進而弱化其酒精發(fā)酵過程振蕩行為的推斷不成立。 采用與木塊填料具有相同填充體積的非吸附性填料玻璃

3、珠后，發(fā)現(xiàn)填料對振蕩行為的弱化作用消失，表明添加填料的管式反應(yīng)器弱化振蕩的機制不是由于反應(yīng)器本征稀釋速率改變。進一步研究表明：與無弱化振蕩作用的體系相比，可顯著弱化振蕩的木塊填料體系不僅維持了較高的生物量濃度和細胞活性，而且培養(yǎng)出的酵母細胞具有較高的酒精耐受性，從而弱化了酒精濃度變化導(dǎo)致的振蕩行為。 以上研究工作的開展和取得的研究成果，不僅有助于進一步認識高濃度酒精連續(xù)發(fā)酵過程中振蕩行為的產(chǎn)生及其弱化的機制，而且為開發(fā)更加有效的