吴 杰 ， 王 团 ， 王 柯 ， 张建华 *

（1.江南大学 生物工程学院，江苏 无锡 214122；2.江南大学 工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡214122）

我国从2002年起开始大力发展燃料乙醇产业，生产技术不断提高，产量也已跃居为全球第三位[1]。但是，常浓度乙醇生产工艺存在发酵浓度低，能耗高和设备利用率低，污染严重等问题，制约了行业的发展[2]。而高浓度乙醇发酵 （Very high gravity，VHG）工艺的提出有望解决这些问题[3]。该工艺可有效提高设备利用率和生产效率，降低生产能耗和废水处理负荷[4]。

在实际生产应用中，乙醇发酵主要采用间歇式工艺，发酵的酒度一般在10%~11%（体积分数）。简单提高发酵酒度的后果是残糖上升，淀粉利用率下降。由于乙醇生产中，原料成本占直接生产成本的80%以上，淀粉利用率降低直接导致乙醇生产经济效益降低，这也是国内乙醇高浓度发酵一直没有能够很好推广的主要原因。造成残糖上升，淀粉利用率下降的主要原因是，发酵前期的高浓度底物（葡萄糖）和发酵后期的高浓度产物（乙醇）会对酿酒酵母产生抑制作用，降低酿酒酵母吸收营养的能力。另外，高浓度乙醇还会改变酵母的细胞膜结构及其通透性，导致发酵延迟或者提前终止，进而造成残糖高、淀粉利用率低[5-7]。因此，学者们主要从酵母改造和工艺优化2个方面来解决这一问题。申乃坤等

[8]通过单因素实验确定主要因素为淀粉酶用量、底物浓度、初始发酵pH，并采用响应面优化研究主要因素的相互影响，并通过对发酵温度进行梯度降温，最终使发酵后酒度在16.24%（体积分数），残总糖控制在18.8 g/L。……