研究报告

高粱酒糟糖化处理及其暗发酵产氢性能

  • 杨莉 ,
  • 宋杨 ,
  • 徐晓义 ,
  • 张存胜
展开
  • 1(江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏 南京,210042)
    2(江苏大学 食品与生物工程学院,江苏 镇江,212013)
硕士研究生(张存胜副教授为通讯作者,E-mail:zhangcs@ mail.ujs.edu.cn)

收稿日期: 2019-07-22

  网络出版日期: 2020-03-27

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目(51608232);中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室(北京工商大学)开放课题基金资助课题(CP-2018-YB6);江苏省生物质能源与材料重点实验室开放基金资助项目(JSBEM201913);江苏高校优势学科建设工程项目

Saccharification of sorghum distiller's grain and its performance for hydrogen production via dark fermentation

  • YANG Li ,
  • SONG Yang ,
  • XU Xiaoyi ,
  • ZHANG Cunsheng
Expand
  • 1(Key Lab of Biomass Energy and Material, Nanjing 210042, China)
    2(School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

Received date: 2019-07-22

  Online published: 2020-03-27

摘要

高粱酒糟是白酒生产过程中产生的富含纤维素的副产品,其暗发酵产氢被认为是较有前景的处理方法之一。为提高高粱酒糟氢气转化效率,探讨了不同预处理方式对高粱酒糟糖化率及糖化液发酵产氢的影响。结果表明,纤维素酶解是酒糟糖化的最优处理方式,其酶解条件为:固液比1:15(g:mL)、纤维素酶添加量4 000 U/g,对应酶解液还原糖产率为17.21%,比对照组提高了341.28%。此外,糖化液产氢结果表明,与纤维素酶单一酶解方法相比,纤维素酶-淀粉酶耦合法的酒糟糖化液产氢率更高,对应的氢气产率为51.56 mL/g。扫描电镜结果显示,酒糟的纤维结构在酶解过程中明显被破坏,说明纤维素酶解促进了纤维素向糖类物质转化。

本文引用格式

杨莉 , 宋杨 , 徐晓义 , 张存胜 . 高粱酒糟糖化处理及其暗发酵产氢性能[J]. 食品与发酵工业, 2020 , 46(1) : 99 -103 . DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.021751

Abstract

Sorghum distiller's grain is a cellulosic by-product from Chinese liquor fermentation. Dark fermentation is considered to be one of the most promising approaches for treating sorghum distiller's grain, along with biohydrogen production. To improve the hydrogen yield from sorghum distiller's grain, saccharification of sorghum distiller's grain and the hydrogen production rate were investigated. Results showed that the optimum approach for sorghum distiller's grain saccharification was to use enzymatic method, and the corresponding solid/liquid ratio and cellulase amount were 1:15 and 4 000 U/g, respectively. The obtained sugar yield reached 17.21%, which was 341.3% higher than that of the control group. Results of dark fermentation illustrated that a higher hydrogen yield (51.56 mL/g) was obtained with the addition of cellulase and amylase. Results of the scanning electron microscope showed that the surface structure of distiller's grains was significantly destroyed by the additional cellulase, indicating the conversion of cellulose to sugar was achieved.

参考文献

[1] LI D, YUAN Z H, SUN Y, et al. Hydrogen production characteristics of the organic fraction of municipal solid wastes by anaerobic mixed culture fermentation [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2009, 34(2): 812-820.
[2] SHOW K Y, LEE D J, CHANG J S. Bioreactor and process design for biohydrogen production[J]. Bioresource Technology, 2011, 102(18): 8 524-8 533.
[3] 裴芳霞. 超声波辅助黄孢原毛平革菌对酒糟酶解糖化的影响[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2016.
[4] 马文鹏, 裴芳霞, 任海伟, 等. 白酒糟糖化降解的预处理技术研究进展[J]. 酿酒科技, 2015(12): 90-95.
[5] 王聪. 酒糟与甜高粱秸秆混合固态发酵品质及微生物多样性研究[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2018.
[6] 刘姗, 杨柳, 何述栋, 等. 酶解黄酒糟对料酒发酵的影响[J]. 食品与发酵工业, 2019, 45(3): 148-152;160.
[7] 马文鹏, 裴芳霞, 任海伟, 等. 双酶复合水解酒糟制备可发酵糖的工艺研究[J]. 酿酒科技, 2016(4): 89-92.
[8] 刘浩. 亚硫酸氢盐预处理提高阔叶木纤维素的可水解性[D]. 广州: 华南理工大学, 2011.
[9] 亓伟, 张素平, 任铮伟, 等. 酸浓度对水解液中葡萄糖分解反应的影响研究[J]. 太阳能学报, 2008, 29(11): 1 395-1 398.
[10] 徐栋梁, 任浩. 木质素对纤维素酶水解抑制作用的研究进展与展望[J]. 中华纸业, 2017, 38(20): 19-24.
[11] 任海伟, 裴芳霞, 李金平, 等. 混合酸催化水解白酒丢糟的研究[J]. 太阳能学报, 2014, 35(11): 2 230-2 235.
[12] 任海伟, 徐娜, 李金平, 等. 化学预处理提高酒糟生物质酶解糖化效果[J]. 农业工程学报, 2014, 30(16): 239-246.
[13] 张全国, 孙堂磊, 荆艳艳, 等. 玉米秸秆酶解上清液厌氧发酵产氢工艺优化[J]. 农业工程学报, 2016, 32(5): 233-238.
[14] 聂艳秋. 废水产氢产酸/同型产乙酸耦合系统厌氧发酵产酸工艺及条件优化[D]. 无锡: 江南大学, 2007.
[15] 宋梓梅. 鸡粪与果蔬废弃物混合厌氧制氢特性研究[D]. 咸阳: 西北农林科技大学, 2018.
文章导航

/