微生物发酵生产的化工产品 ——微生物发酵生产有机溶剂

   
   利用微生物发酵能生产多种有机溶剂，如乙醇、甘油、丙酮和丁醇等。其中乙醇是产量最大的发酵工业产品，广泛用于食品、医药、生产中。 目前可用多种原料来发酵生产乙醇。下面简单介绍乙醇的生产。 
（1）生产菌种 
    许多微生物，如酵母菌、细菌等都可用来发酵生产乙醇，其中又以酵母菌最为常用。常用的酵母菌种有啤酒酵母、葡萄汁酵母、粟酒裂殖酵母等。有些细菌也能代谢葡萄糖生产乙醇，如芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属中的某些种、发酵单胞菌属中的某些种。据报道，其中运动发酵单胞菌被认为最有实用价值。采用运动发酵单胞菌固定化技术生产乙醇要优于采用酵母菌发酵。
    用于生产的酵母菌种体内有一个复杂的酶系统。借助于这个酶系统的作用，来完成发酵过程中一系列的生物化学反应。比较重要的酶有：蔗糖转化酶（蔗糖一葡萄糖和果糖）、麦芽糖酶（麦芽糖  二分子葡萄糖）、酒化酶类（它是参与催化从葡萄糖  乙醇和CO2过程中的各种酶的总称）。 
（2）发酵原理 
    以淀粉质为原料制造乙醇的原理，首先是利用曲霉产生的大量糖化酶将淀粉和糊精转化为单糖。然后酵母菌再利用单糖进行发酵，在无氧的条件下，经过EMP途径，生成乙醇和CO2。
    乙醇发酵过程是厌氧发酵，不需要游离氧参加。整个发酵过程在密闭的发酵罐中进行。如果在发酵中有氧气参加，则酵母菌通过有氧呼吸获得能量，将糖彻底分解为CO2和水，同时产生大量的菌体，使乙醇的产量大为减少。 
    整个乙醇发酵分为3个阶段： 
①前发酵开始发酵至6—8h，为前发酵时期。该期酵母菌迅速生长繁殖，但乙醇和CO2产生量较少，糖浓度下降慢，温度上升也慢，温度在36摄氏度以内。 
②主发酵主发酵时间一般在12—24h之间。该期内升温猛，糖度下降快，发酵旺盛，乙醇迅速积累，CO2大量放出。温度一般控制在36摄氏度以内，否则酸度上升，影响出酒率。
③后发酵后发酵历时40h之久。这时CO2生成量大大减少，糖浓度很低，且下降缓慢。温度在30摄氏度左右。

 

上一篇：发酵工业生产的一般过程

下一篇：微生物发酵生产的化工产品 ——微生物发酵生产饮料酒