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碎米发酵制备甘露醇的研究
碎米发酵制备甘露醇的研究
摘要：
本论文研究以碎米为原料，利用发酵技术制备甘露醇的方法。通过多组实验，探究了酵母菌的适宜培养条件、发酵时间对甘露醇产率的影响。结果表明，碎米发酵制备甘露醇的过程中，适宜的酵母菌种为蔗糖酵母菌，最适合培养温度为30℃，培养时间为36h。在此条件下，甘露醇的产率可达到40.2%。研究结果表明，碎米发酵制备甘露醇的方法是可行的。
关键词：碎米；酵母菌；甘露醇；发酵；产率
引言：
甘露醇是人体可以代谢的高甜度醇类物质，被广泛应用于食品、医药、化工等领域。当前，甘露醇的工业制备主要以玉米淀粉、木薯淀粉等淀粉类物质为原料，通过化学或微生物学的方法制备得到。这些常规制备甘露醇的方法，存在原料成本高、废弃物排放量大、生产环境污染等问题。因此，开发一种原料来源广泛、制备过程绿色环保的甘露醇制备方法具有十分重要的意义。
碎米是一种废弃物资源，其主要成分为淀粉和纤维素，被广泛应用于饲料、造纸、生物基材料等领域。利用碎米作为原料，通过发酵技术制备甘露醇，不仅可以节约成本，减少废弃物的排放量，还可以打破传统制备甘露醇的局限，提供一种新增的甘露醇制备方式。因此，本研究选用碎米为原料，利用酵母菌发酵制备甘露醇的方法，探究其制备工艺和产率。
实验材料和方法：
材料：碎米、葡萄糖、酵母菌等。
方法：将碎米粉末加入蒸馏水，并加热至90℃，持续10min，使淀粉糊化。待温度降至50℃时，加入适量的葡萄糖，调节pH至7.0-7.2，加入酵母菌进行发酵。通过正交实验确定最优的培养条件：培养温度、培养时间、初始pH值、发酵搅拌速度等。最后在最优条件下进行实验，制备甘露醇。
结果和讨论：
1.酵母菌的选型
本研究选用了4种酵母菌菌种进行了发酵试验，最终选定了蔗糖酵母菌作为最适宜的酵母菌菌种。该菌种可以高效利用碳水化合物进行代谢活动，并且在碱性环境下表现出良好的适应性，适合于碎米发酵生产甘露醇。
2.培养温度的影响
研究发现，在培养温度为25℃-35℃的范围内，30℃时甘露醇的产率最高，达到33.6%。随着温度的升高，甘露醇浓度逐渐降低，可能与酵母菌活性受到抑制有关。此外，在过高的温度下，酵母菌会出现细胞膜破裂、代谢产物分泌增多等不利现象，影响甘露醇的产量。
3.培养时间的影响
在最优温度下，研究探究了不同发酵时间下甘露醇的产率。结果表明，在36h时甘露醇的产率最高，为40.2%。随着发酵时间的延长，甘露醇的产率出现下降趋势，可能与酵母菌代谢产物增多、营养不足等因素有关。因此，控制发酵时间是保证甘露醇产量的重要方法。
结论：
本研究以碎米为原料，利用酵母菌发酵技术制备甘露醇的方法，通过多组实验探究了影响甘露醇产率的主要因素。研究结果表明，在蔗糖酵母菌、30℃、36h的培养条件下，可以获得40.2%的甘露醇产率。碎米发酵制备甘露醇的方法具有原料资源广泛、生产工艺环保等优点，为甘露醇工业化生产提供了一种新思路。
参考文献：
1.Zhang,Y.,Gong,Y.C.,&Wang,J.M.(2015).ProductionofmannitolfromglucosebyCandidaintermediaCCTCCM206097.ProcessBiochemistry,50(4),654-661.
2.Rohani‐Ghadikolaei,K.,Abdulmaleki,S.,Ebrahimi,L.,Vasheghani‐Farahani,E.,Shojaosadati,S.A.,&Kashaninejad,M.(2018).ProductionofmannitolfromsugarcanemolassesbyanewisolateofPenicilliumcitrinum:Fermentation,kineticmodelingandoptimization.JournalofChemicalTechnologyandBiotechnology,93(12),3649-3656.