甘蔗糖蜜的含糖量很高,且含有很多酵母生长所需要的营养物质,但由于其成分十分复杂,其中含有的胶体物质、金属离子、焦糖色素等对酵母生长繁殖与发酵有着抑制的作用,利用甘蔗糖蜜进行乙醇发酵有着残糖量高、发酵时间长、糖消耗速率低、乙醇生成速率低、最终乙醇浓度不高、发酵效率偏低等各种问题,所以通过某些方法,清除或降低甘蔗糖蜜培养基中的胶体、金属离子等对酵母细胞生长有害的物质从而提高酵母在甘蔗糖蜜培养基乙醇发酵过程中的细胞活力、糖利用率、乙醇生成速率等是非常重要的。本试验通过不同方法对甘蔗糖蜜进行发酵前的处理,研究各种前处理方法后的甘蔗糖蜜培养基乙醇发酵情况,为其工业化生产提供一定的参考。主要研究内容与结果如下:(1)不同稀释比例的甘蔗糖蜜乙醇发酵试验稀释甘蔗糖蜜,以甘蔗糖蜜:水按照1:1、1:1.5、1:2、1:3、1:5的稀释比例配置甘蔗糖蜜乙醇发酵培养基,在32℃,摇床转速为120r/min的条件下,进行乙醇发酵试验。结果如下:甘蔗糖蜜培养基乙醇发酵,稀释比例为1:5时,初总糖浓度最低,酵母细胞发酵时间最短,残糖量最少,乙醇产率较高,但因为总糖浓度较低,所以发酵结束时生成的乙醇浓度较低;当稀释比例为1:1的甘蔗糖蜜乙醇发酵残糖量最高,发酵时间最长且酒度不高,原因是稀释比例过小,甘蔗糖蜜培养基的总糖浓度过大或者是其中抑制酵母生长繁殖的有害物质浓度过高,抑制了酵母的生长,导致了这种结果。(2)渗透压和外源乙醇浓度对酵母乙醇发酵的影响配置不同总糖浓度(g/L):180,220,260,300,340的YEPD发酵培养基,添加Na Cl(g/L):0,10,30,50,70,90的YEPD的发酵培养基以及添加不同浓度无水乙醇(g/L):0,10,30,50,70,90的YEPD发酵培养基,通过研究其OD值和糖消耗情况,分析总糖浓度和渗透压对发酵过程中酵母的影响。发现当总糖浓度高于260g/L时,随着糖浓度的增加对酵母的生长繁殖及糖的利用均有一定的抑制作用,但在初总糖浓度为300g/L时,甘蔗糖蜜培养基发酵过程中糖并不是主要抑制酵母生长繁殖及糖消耗的因素;随着Na Cl的浓度和外源乙醇浓度的增大,导致发酵培养基的渗透压升高,从而延长了发酵时间,降低了糖消耗速率,降低了酵母细胞的生长繁殖能力从而最大OD值有所降低,说明发酵培养基的渗透压和外源乙醇对酵母细胞的生长繁殖与糖消耗都有着一定的抑制作用。(3)甘蔗糖蜜前处理乙醇发酵试验利用煮沸、磷酸钙、亚铁氰化钾、联合处理等方法对甘蔗糖蜜进行前处理,研究酿酒酵母GJ2008在甘蔗糖蜜乙醇发酵过程中,最终乙醇浓度的变化,为甘蔗糖蜜乙醇发酵提供了理论研究基础。结果如下:无处理、煮沸处理、活性炭处理、磷酸钙处理、亚铁氰化钾处理、硫酸处理、联合处理的乙醇浓度为82.45g/L、86.00 g/L、85.21 g/L、84.82 g/L、84.03 g/L、95.47 g/L、100.60 g/L,与无处理(对照组)相比,经过前处理的甘蔗糖蜜培养基乙醇发酵时,发酵时间无明显变化,但最终残糖浓度均有所降低,乙醇浓度有所提高,糖消耗速率、乙醇生成速率都有所增大。结果表明,与无处理(对照组)相比,效果最好的联合处理组的残总糖降低了52.6%,最终乙醇浓度提高了22.01%、乙醇生成速率提高了21.89%。(4)甘蔗糖蜜联合处理5L罐乙醇发酵试验研究了经联合处理法前处理的甘蔗糖蜜培养基,在5L罐中,以32℃,持续通气(通气量为80m L/min),自然p H,发酵罐的搅拌转速200 r/min的条件下进行乙醇发酵进行乙醇发酵。结果如下:发酵时间为72h,最终乙醇浓度为99.02g/L,乙醇生成速率为1.38 g/(L·h),),残总糖浓度为33.2g/L,总糖发酵效率72.6%,耗糖发酵效率82.9%,与甘蔗糖蜜联合处理三角瓶分批乙醇发酵相比,发酵时间增加6h,最终乙醇浓度,乙醇生成速率,总糖、耗糖发酵效率都略有下降但下降不明显,其他发酵参数也无明显差别。