使用发酵气体中的挥发性有机化合物预测酒发酵指标的当前状态

科学领域:

• 生物技术和发酵科学 生物技术和发酵科学
• 分析化学 分析化学
• 过程监控 过程监控

背景情况:

• 微生物发酵对于生产食品,药品和生物能源至关重要.
• 目前的监测依赖于离线代谢物分析,这耗时且限制了实时过程控制.
• 开发非侵入性实时监测方法对于优化发酵产量和产品质量至关重要.

研究的目的:

• 开发一种使用发酵气体中的挥发性有机化合物 (VOC) 预测发酵成分的非侵入性方法.
• 建立VOC档案与主要发酵指标 (如糖,有机酸和乙醇度) 之间的联系.
• 在酒发酵模型系统中验证VOC监测的可行性.

主要方法:

• 在发酵气体中的挥发性有机化合物 (VOC) 的分析使用气体染色学质谱法 (GC-MS) 与Tenax TA.
• 开发多变量回归模型,特别是直角部分最小平方 (OPLS) 回归.
• 发酵气体和的并行采样用于模型校准和验证.

主要成果:

• 开发了高度准确的模型,从VOC档案中预测糖,有机酸和乙醇度.
• 清晰的VOC模式,如法兰和化物在早期,与后期阶段的化合物,如较高的酒精和相反相关.
• 该研究确定了特定的VOC,表明发酵期间的代谢过渡.

结论:

• 挥发性有机化合物 (VOC) 分析提供了一种可行的方法,用于定量,实时预测发酵进展.
• 这种非侵入性方法提供了一种新的方式,将香味化学与发酵中的工业过程控制联系起来.
• 这些发现具有很大的潜力,可以改善各种基于发酵的行业的监测和控制策略.