糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性探究毕业论文.docx

合肥师范学院本科生毕业论文（设计）

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本科生毕业论文（设计）

题目：糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性探究

III

摘 要

本论文探究酸解小麦麸皮中产生的糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性。通过活性炭对小麦麸皮酸解液脱毒，研究活性炭浓度、温度和时间对酸解液中糠醛、5-羟甲基糠醛脱毒处理效果，发现在活性炭含量为1%、30℃、30 min条件下脱毒效果最优。以葡萄糖为碳源，添加不同浓度的糠醛与5-羟甲基糠醛进行苹果酸发酵，发现它们对苹果酸发酵的抑制作用与其浓度呈正相关。对小麦麸皮酸解液脱毒后，可以大量减少其中糠醛与5-羟甲基糠醛的含量，减小其对小麦麸皮发酵产生苹果酸的抑制作用。
关键词：小麦麸皮 糠醛 5-羟甲基糠醛 活性炭 苹果酸

ABSTRACT

This paper explored furfural and 5-HMF which is produced by the acid solution of wheat bran for malic acid fermentation inhibition tolerated. Detoxification on wheat bran acid solution by activated carbon, activated carbon concentration, temperature and time on the acid hydrolysate toxic treatment removal effect offurfural, 5-HMF, find the optimal detoxification effect is under the condition of activated carbon content of 1%, 30 ℃, 30 min. With glucose as carbon source, the effects of different concentrations of furfural and 5-HMF malic acid fermentation, found their inhibitory effect on malic acid fermentation was positively correlated with concentration. The wheat bran acidsolution for detoxification, can greatly reduce the content of furfural and 5-HMF, reduced inhibition which produces malic acid fermentation of wheat bran.
Key words: Wheat bran Furfural 5-HMF Activated carbon Malic acid

目 录

1 引 言 2
1.1本课题的目的及意义 2
1.2国内外发展状况 2
2 材料和方法 2
2.1实验材料与试剂 2
2.2实验用具与设备 2
2.3实验方法 2
3 结果与分析 2
3.1小麦麸皮酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛含量测定 2
3.2小麦麸皮酸解液的脱毒条件优化 2
3.3探究糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性 2
3.4小麦麸皮酸解液脱毒后对苹果酸发酵的影响 2
4 讨 论 2
参考文献 2

1 引 言
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1.1本课题的目的及意义
L-苹果酸在蔬菜和苹果中普遍存在，是一种极其重要的有机酸[1]；其口感与天然苹果的酸味相接近，是一种优良的酸味剂和保鲜剂；它具有味道柔和，酸度大，滞留时间长等特点[2]。目前，在高档饮料与食品行业，L-苹果酸已经被广泛应用，其也用于治疗肝功能不全、肝衰竭和贫血等疾病，已经在医药上有着重要的作用。近几年，国内外对于L-苹果酸的需求量越来越大[3]。
小麦麸皮是面粉生产中的副产品，其主要用途是作为饲料和发酵。小麦麸皮中含有大量纤维类物质，作为饲料的话，难以被动物吸收，从而造成资源浪费。我国每年生产的小麦麸皮约有2000万吨，若这些小麦麸皮中的纤维物质能够得到有效利用，则小麦麸皮的经济价值和社会效应将会得到很大提升。有文献指出可以对小麦麸皮进行烯酸处理，在高温条件下酸解小麦麸皮纤维，可产生木糖、葡萄糖、阿拉伯糖等单糖，且糖含量以及糖化率较理想[4]，酸解小麦麸皮所产生的单糖可作为发酵生产L-苹果酸的原料。小麦麸皮作为一种可再生资源既得到合理利用，又增加了苹果酸的生产途径，降低了苹果酸的生产成本。
在酸解小麦麸皮的过程中会产生糠醛、5-羟甲基糠醛等物质，这些物质会对后期菌种发酵利用糖化液有影响；本文对小麦麸皮酸解过程中糠醛、5-羟甲基糠醛等物质含量的多少进行测定，并且利用曲霉发酵制备苹果酸的特性，在发酵过程中分别添加糠醛、5-羟甲基糠醛等物质，研究这些物质对曲霉发酵苹果酸的影响及适应浓度等。
通过糠醛、5-羟甲基糠醛等物质对曲霉发酵苹果酸的影响研究，得到这些物质在苹果酸发酵过程中影响的条件以及适应浓度，对于日后利用小麦麸皮酸解后发酵有着重要的指导意义。根据研究所得的结果可以对发酵制备苹果酸的条件进行改善，可以提高曲霉发酵苹果酸产酸率，使得苹果酸生产量得到提升。这样即提升了小麦麸皮的利用率，又降低了生产苹果酸的成本。
1.2国内外发展状况
L-苹果酸普遍存在于植物、动物及微生物细胞中，是生物体在代谢过程中产生的重要有机酸。L-苹果酸最早期的生产方法是提取法，是从生物代谢过程中提取出的。这种方法产量极低，后来发展有化学合成法，发酵法，酶催化法等多种方法[2]。
在上个世纪初，人们研究发现某些霉菌和酵母可产生L-苹果酸。此后，人们尝试利用微生物法直接生产制取L-苹果酸，但由于成本高，生产规模小，未能够实现工业化[5]。1959年，日本的Kitahara等利用短乳杆菌产生的富马酸酶催化化合制取富马酸转化成了L-苹果酸，使得苹果酸的研究进入了一个新的时期[6,7]。之后在此方面，日本进行了大量的研究，并领先于世界水平，他们将生产的L-苹果酸主要用于医药行业[5]。
现在，天然糖质被世界上许多国家作为原料，采用霉菌单一菌种发酵，霉菌加酵母或者细菌混种发酵用来生产L-苹果酸，但产量不高。目前，工业上是先以苯为原料生产L-苹果酸，在通过化学催化法制备富马酸，在酶的催化生产L-苹果酸[8,9]。但是人们对食品安全越来越关注，以及对自身的健康意识越来越强，人们将目光逐渐转入到可在生物资为原料的全生物法发酵制备L-苹果酸。其中，制备L-苹果酸的微生物法有两种，即“一步发酵法”和“两步发酵法”[2]。
小麦麸皮作为面粉生产的副产物，每年有大量的产量，却不能够得到有效的利用。有文献指出可以利用酸解的方法对小麦进行处理，可以使小麦麸皮中的纤维物质转化为木糖、葡萄糖、阿拉伯糖等单糖，而且糖含量以及糖化率较理想[4]。我们可以将这些单糖用于发酵生产Ｌ-苹果酸，这样就得到一种生产制备L-苹果酸的新途径，并且原料成本低廉，工艺较简单，设备要求低，是一种可行的生产路线。
酸解小麦麸皮过程中会产生糠醛、5-羟甲基糠醛等物质，这些物质会对后期菌种发酵苹果酸利用糖化液有抑制影响，本文研究的是酸解小麦麸皮过程中糠醛、5-羟甲基糠醛含量特点，并且利用曲霉发酵制备苹果酸的特性，在发酵过程中分别添加糠醛、5-羟甲基糠醛两种物质，研究这些物质对曲霉发酵苹果酸的影响及适应浓度等。
2 材料和方法
2.1实验材料与试剂
实验材料：小麦麸皮（合肥市场购买）；寄生曲霉（CICC40365）
实验试剂：
实验试剂
纯度
生产厂商
硫酸
分析纯（AR）
上海博河精细化学品有限公司
无水乙醇
分析纯（AR）
上海振企化学试剂有限公司
活性炭（粉末）
分析纯（AR）
天津市永大化学试剂有限公司
5-羟甲基糠醛
分析纯（AR）
上海晶纯试剂有限公司
糠醛
分析纯（AR）
南开市光复精细化工研究所
L-苹果酸
分析纯（AR）
上海晶纯试剂有限公司
2,7-萘二酚
分析纯（AR）
上海晶纯试剂有限公司
葡萄糖
分析纯（AR）
天津市博迪化工股份有限公司
硫酸铵
分析纯（AR）
上海试剂四厂
KH2PO4
分析纯（AR）
西陇化工股份有限公司
K2HPO4
分析纯（AR）
西陇化工股份有限公司
MgSO4·7H2O
分析纯（AR）
天津市博迪化工股份有限公司
CaCl2·2H2O
分析纯（AR）
淮南市化学试剂厂
FeSO4·7H2O
分析纯（AR）
西陇化工股份有限公司
MnSO4
分析纯（AR）
上海上浦化工有限公司
2.2实验用具与设备
实验用具：500 mL烧杯，250 mL锥形瓶，100 mL容量瓶，培养皿，研钵，滴定管，移液枪
实验设备：
实验设备
型号
生产厂商
电热恒温培养箱
DNP-90 82BS-Ⅲ
上海新苗医疗器械制造有限公司
恒温水浴锅
HH-1
金坛市杰瑞尔电器有限公司
低速离心机
TDL-5-A
上海楚柏实验设备有限公司
可见分光光度计
722S
上海精密科学仪器有限公司
紫外分光光度计
UV762
上海精密科学仪器有限公司
气浴恒稳振荡器
THZ-82B
江苏金坛市医疗仪器厂
立式压力蒸汽灭菌锅
LDZX-50FB
上海申安医疗器械厂
电子分析天平
FA1604
上海衡平仪器厂
2.3实验方法
2.3.1糠醛、5-羟甲基糠醛与苹果酸标准曲线制备与测定方法
2.3.1.1 糠醛标准曲线制备与测定方法
标准曲线制备：准确称取1 g糠醛标准品，用95%乙醇定容于100 mL容量瓶中，得到1%糠醛标准贮备液。用时将糠醛标准贮备液用50%乙醇准确稀释至100.00 mg/L，分别配制浓度为1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L的梯度浓度标准溶液，以50%乙醇为空白，分光光度法测定OD276处吸光值，绘制标准曲线，建立标准曲线回归方程[10]。经测量不同浓度梯度的糠醛相对应的OD值如图2-1

图2-1 糠醛标准曲线
从该标准曲线可以看出，糠醛浓度在0.10～10.00 mg/L之间对应的吸光度基本呈线性相关，得到糠醛标准回归方程为：
y = 01899x - 0.0163 ；R = 0.9966，式中：y为吸光度：x为糠醛的浓度。
样品测定方法：吸取样品1 mg/L样品，用50%乙醇溶液稀释（稀释后糠醛含量在1.00~10.00 mg/L之间）,混匀，分光光度法测定OD276处吸光值，根据标准回归曲线方程计算出样品中糠醛含量。
2.3.1.2 5-羟甲基糠醛与标准曲线制备与测定方法
标准曲线制备：准确称取5 mg的5-羟甲基糠醛标准品，用蒸馏水定容于100 mL容量瓶中,得到浓度为50.00 mg/L的标准液,将50.00 mg /L 的标准液用蒸馏水稀释, 分别配制浓度为1.00、3.00、6.00、9.00、12.00、15.00、18.00、21.00 mg/L的梯度浓度标准溶液，以蒸馏水为调零液，分光光度法测定OD284处吸光值，绘制标准曲线，建立标准曲线回归方程[11]。经测量不同浓度梯度的5-羟甲基糠醛糠醛相对应的OD值如图2-2

图2-2 5-羟甲基糠醛标准曲线
从该标准曲线可以看出，5-羟甲基糠醛浓度在1.00～18.00 mg/L之间对应的吸光度基本呈线性相关，则得到5-羟甲基糠醛标准曲线回归方程为：
y = 0.1236x + 0.0249；R = 0.9969，式中：y为吸光度，x为5-羟甲基糠醛浓度。
样品测定方法：吸取样品1 mg/L样品，用蒸馏水稀释（稀释后5-羟甲基糠醛含量在1.00~21.00 mg/L之间）,分光光度法测定OD284处吸光值，根据标准回归曲线方程计算出样品中5-羟甲基糠醛糠醛含量。
2.3.1.3 苹果酸标准曲线的制备与测定方法
苹果酸的检测利用的是Goodban法[12]。
2,7 –萘二酚溶液：取1 g 2,7 –萘二酚溶解在100 mL 98%浓硫酸中。此溶液可在4℃下保存数月[13]。
准确称取苹果酸标准样品10.0 mg，用蒸馏水定容于100 mL容量瓶，所得到浓度为100.00 mg/L的标准液。将100.00 mg/L的标准液稀释，分别配制浓度为10.00、20.00、40.00、60.00、80.00、100.00 mg/L的梯度浓度标准溶液。将上述各标准溶液分别移入到已编号的试管中各1 mL，眼试管壁缓慢加入6.00 mL浓硫酸，并加入0.10 mL 2,7 –萘二酚溶液，然后在100℃的沸水中水浴20 min，待溶液冷却到室温，分光光度法测定OD390处吸光值，空白对照采用蒸馏水，按以上方法相同处理。根据所测吸光值绘制苹果酸标准曲线，建立苹果酸标准回归曲线方程。经测量不同浓度梯度的苹果酸相对应的OD值如图2-3

图2-3 苹果酸的标准曲线
从该标准曲线可以看出，苹果酸浓度在10.00～80.00 mg/L之间对应的吸光度基本呈线性相关，得到苹果酸标准回归方程为：
y = 0.0092x + 0.0307；R = 0.9979，其中y为吸光度，x为苹果酸浓度。
样品测定方法：吸取样品溶液1.00 mL（苹果酸浓度控制在5.00～80.00 mg/L）于干净试管中，取6.00 mL分析纯的浓硫酸，沿管壁缓慢加入，再加入0.1 mL 2,7 -萘二酚试剂，放入100℃水浴锅中加热20 min，冷却至室温后，分光光度法测定OD390处吸光值，根据标准回归方程计算出样品中苹果酸含量。
2.3.2小麦麸皮酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛含量测定
小麦麸皮粉碎并过30目筛，在80℃烘干后室温保存。对上述处理后的小麦麸皮进行酸解，按照下列浓度配置酸解液：硫酸浓度为1.5%，底物即小麦麸皮纤维浓度为67 g/L。然后将配置好的酸解液在100℃下，酸解3个小时[4]。
将酸解后的小麦麸皮溶液在3000 r/min下离心10 min，取上清液分别稀释200倍、300倍和400倍，以50%乙醇为调零液，分光光度法测定OD276处吸光值，根据糠醛的标准回归方程计算出糠醛含量，并计算出平均值；再次取上述稀释后的上清液，以蒸馏水为调零液，分光光度法测定OD284处吸光值，根据5-羟甲基糠醛的标准回归方程计算出5-羟甲基糠醛含量，并计算出平均值。
2.3.3小麦麸皮酸解液的脱毒条件优化
使用活性炭吸附法脱毒，研究活性炭浓度、温度和时间对酸解液中糠醛、5-羟基糠醛脱毒处理效果。脱毒优化条件如表2-1
表2-1 脱毒优化条件
分组 分组
优化参数
1
2
3
4
5
活性炭浓度（%）
0.5
1
1.5
2
\
温度（℃）
30
40
50
60
\
时间（min）
20
30
40
50
60
根据表2-1的方案对小麦麸皮酸解液脱毒，并测出脱毒后酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛的含量，制作出糠醛与5-羟甲基糠醛的活性炭吸附性曲线。做三次平行组，结果取平均值，并进行单因素方差分析[14]。
2.3.4探究糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性
2.3.4.1 寄生曲霉发酵苹果酸周期的探究
本实验发酵所用的菌种为寄生曲霉。培养基配制方法：将土豆切成小块，取100 g土豆放入1 L水中在100℃煮沸30 min，过滤出滤液；在滤液中分别加入30 g的葡萄糖和18 g左右的琼脂，溶解，灭菌。在超净工作台上，用划线分离法在培养皿中分离出寄生曲霉，放入培养箱中培养。三天之后取出培养基，在斜面培养基中接种单个的菌落，得到纯种菌落，并制作种子培养液。
按照以下配方配制苹果酸发酵液：葡萄糖100 g/L、(NH4)2SO4 2.5 g/L、KH2PO4 0.1 g/L、K2HPO4 0.5 g/L、MgSO4·7H2O 0.1 g/L、CaCl2·2H2O 0.1 g/L、FeSO4·7H2O 0.5 g/L、MnSO4 0.1 g/L、NaCl 0.005 g/L[15]。将配置好的发酵液分别等量加入到4瓶250 mL的锥形瓶中，灭菌后分别在超净工作台上接入2 mL的寄生曲霉种子培养液，放入恒温摇床中200 r/min，30℃下培养。然后根据苹果酸标准曲线每隔24小时测得培养液中苹果酸的含量，做出苹果酸发酵产量的周期曲线，确定寄生曲霉发酵苹果酸的周期。
2.3.4.2 糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵的影响
利用单因素法探究糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵的影响，在相同的发酵液中分别添加等梯度浓度的糠醛或5-羟甲基糠醛，在恒温摇床中以200 r/min，30℃条件下发酵相同时间。在发酵培养液中分别添加的糠醛或5-羟甲基糠醛含量，如表2-2

表2-2 糠醛、5-羟甲基糠醛添加量
分组
添加物

1
2
3
4
5
糠醛（mg/L）

100
300
500
700
900
5-羟甲基糠醛（mg/L）

100
300
500
700
900
以上发酵液中除添加物以外，其发酵液成分，体积，接种量，发酵条件等条件均为一致，除此之外，每组发酵液都有空白对照组。发酵周期后，测出含有不同添加物发酵液中苹果酸的含量。
2.3.5小麦麸皮酸解液脱毒后对苹果酸发酵的影响
分别以葡萄糖，小麦麸皮酸解液，以及脱毒后的小麦麸皮酸解液为碳源，配制相同发酵液（各发酵液中糖含量保持相同），在200 r/min，30℃，发酵5天。观察不同碳源发酵苹果酸的产酸量。
3 结果与分析
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3.1小麦麸皮酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛含量测定
经计算得到,小麦麸皮酸解液中糠醛的浓度为481.11 mg/L，5-羟甲基糠醛的浓度为573.37 mg/L。具体结果如表3-1所示
表3-1 糠醛5-羟甲基糠醛含量

OD值
浓度(mg/L)
稀释倍数
样品浓度(mg/L）
平均值（mg/L）
糠醛
0.4435
2.4212
200
482.25
481.11
0.2802
1.5629
300
468.40
0.2176
1.2317
400
492.68
5-羟甲基糠醛
0.3718
2.8066
200
561.32
565.28
0.2614
1.9134
300
574.02
0.1981
1.4012
400
560.51
3.2小麦麸皮酸解液的脱毒条件优化
3.2.1活性炭用量对酸解液脱毒效果的影响
向小麦麸皮酸解液中分别添加粉末状的活性炭0.5%，1.0%，1.5%，2.0%。在60℃下搅拌30 min，观察其对小麦麸皮酸解液的脱毒能力，见图3-1

图3-1 活性炭用量对酸解液脱毒效果的影响
由图3-1可知，随着活性炭浓度的增加，酸解液中的糠醛与5-羟甲基糠醛含量在逐渐减小，所以活性炭对5-羟甲基糠醛与糠醛有一定的吸附能力，但当活性炭含量超过1%时，表中糠醛的曲线下降趋势缓慢，5-羟甲基糠醛的曲线无明显下降趋势；经方差分析得出活性炭的用量对糠醛与5-羟甲基糠醛脱除有极显著影响（P<0.01）。通过糠醛对苹果酸发酵影响发现当糠醛浓度大于100 mg/L时，对苹果酸发酵抑制作用增加不太明显；且有文献指出，随着活性炭含量的增大，对酸解液中糖含量有一定影响[14]。因此，选用活性炭含量为1%，此时糠醛脱去率为71.09%， 5-羟甲基糠醛脱去率为77.48%。
3.2.2时间对酸解液脱毒效果的影响
向小麦麸皮酸解液中添加活性炭含量均为1%，分别在60℃下搅拌20 min，30 min，40 min，50 min，60 min，观察其对小麦麸皮酸解液的脱毒能力[14]，见图3-2

图3-2 时间对酸解液脱毒效果的影响
通过图3-2可看出，20～30 min的过程中吸附性曲线有明显下降，但在30～60 min无下降趋势；经方差分析得出时间对糠醛与5-羟甲基糠醛脱除有极显著影响（P<0.01）。30 min后糠醛与5-羟甲基糠醛浓度上升原因可能是：活性炭的吸附为物理反应，过程是放热的，当吸附平衡时，温度过高破坏了吸附质和吸附剂间的范德华力，致使吸附量减少，所吸附的糠醛与5-羟甲基糠醛被解吸，导致吸附量下降[16]。因此，脱毒时间选用30 min，此时糠醛脱去率为75.82%，5-羟甲基糠醛脱去率为80.08%。
3.2.3温度对酸解液脱毒效果的影响
向小麦麸皮酸解液中添加活性炭含量均为1%，分别在30℃，40℃，50℃，60℃下搅拌30 min，观察其对小麦麸皮酸解液的脱毒能力[14]，见图3-3

图3-3 温度对酸解液脱毒效果的影响
由图3-3可以看出，当温度在20℃～30℃时，吸附性曲线呈下降趋势；30℃～50℃时，吸附性曲线呈上升趋势；而50℃～60℃时，呈下降趋势；经方差分析，发现温度对小麦麸皮酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛的脱去有显著影响（P<0.05）。当温度为30℃时，吸附性曲线处于最低点，因此，可以确定脱毒温度应选择30℃，此时，糠醛脱去率为75.82%，5-羟甲基糠醛脱去率为77.31%
综上所述，小麦麸皮酸解液的脱毒条件为活性炭含量1.0%、温度30℃、时间30 min。
3.3探究糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵抑制的耐受性
3.3.1寄生曲霉发酵苹果酸周期的探究
以寄生曲霉为发酵菌种，在恒温摇床中以200 r/min，30℃下发酵，每隔24小时测得苹果酸产生量如图3-4

图3-4寄生曲霉发酵苹果酸周期
由图3-4可以看出,培养时间在1～2天时，寄生曲霉在此期间大量繁殖，苹果酸的产量增长缓慢；培养时间在2～3天时，苹果酸的产量增长比较明显；培养时间在3～4天时，寄生曲霉的数量以及活性都达到最佳值，苹果酸的产量增长速率达到最大；培养时间在4～5天时，碳源减少，苹果酸的增长速率变缓；当培养时间到第5天时，L-苹果酸的产量达到最大值；随着培养时间的增加，L-苹果酸的产量不再增长。因此，寄生曲霉发酵产生苹果酸的发酵周期为5天。
3.3.2糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵的影响
（1）糠醛对苹果酸发酵的影响
将发酵培养液分为两大组，每小组6瓶发酵液，含量都是50 mL，分别加入不同体积的糠醛，使得每组发酵液中糠醛含量成梯度，分别是0 mg/L，100 mg/L，300 mg/L，500 mg/L，700 mg/L，900 mg/L；每组接入的寄生曲霉种子培养基为2 mL，移入恒温摇床中在200 r/min，30℃条件下发酵5天。发酵完成后产酸量如图3-5

图3-5 不同浓度糠醛对苹果酸发酵的影响
经方差分析可得出，糠醛含量对寄生曲霉发酵产酸量存在极显著影响(P<0.01)。由图3-5可以看出糠醛对寄生曲霉发酵产生苹果酸有明显的抑制作用，随着发酵液中糠醛的浓度的增加，产酸量逐渐减小，即发酵液中糠醛含量越高，苹果酸发酵产酸率就越低，糠醛的抑制作用就越明显。
（2）5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵的影响
将发酵培养液分为6组，每组发酵液含量是50 mL，分别加入不同体积的5-羟甲基糠醛，使得每组发酵液中5-羟甲基糠醛含量成梯度，分别是0 mg/L，100 mg/L，300 mg/L，500 mg/L，700 mg/L，900 mg/L；每组接入的寄生曲霉种子培养基为2 ml，移入恒温摇床中在200 r/min，30℃条件下发酵5天。发酵完成后产酸量如图3-6

图3-6 不同浓度5-羟甲基糠醛对苹果酸发酵的影响
经方差分析可得出，5-羟甲基糠醛含量对寄生曲霉发酵产酸量存在极显著差异(P<0.01)。由图3-6可以看出5-羟甲基糠醛对寄生曲霉发酵产生苹果酸也有明显的抑制作用，随着发酵液中5-羟甲基糠醛的浓度的增加，产酸量逐渐减小。但在5-羟甲基糠醛浓度高于300 mg/L时，曲线下降趋势变得缓慢，即再增加5-羟甲基糠醛含量时，其抑制作用随着5-羟甲基糠醛浓度增加而增加的不明显。
综上所述可知，糠醛与5-羟甲基糠醛对寄生曲霉发酵产生苹果酸有明显的抑制作用。糠醛的含量越高，对苹果酸发酵的抑制作用越明显；而5-羟甲基糠醛浓度在高于300 mg/L时其抑制作用便不随其浓度的增加而有明显的提高。
3.4小麦麸皮酸解液脱毒前后对苹果酸发酵的影响
分别以葡萄糖，小麦麸皮酸解液，以及脱毒后的小麦麸皮酸解液为碳源，发酵产酸量如图3-7所示

图3-7 不同碳源发酵的产酸量

经测量以葡萄糖、小麦麸皮酸解液以及脱毒后的小麦麸皮酸解液为碳源发酵苹果酸产酸量分别是25.43%、8.32%、15.56%，经方差分析得出不同碳源对苹果酸发酵有显著影响（P<0.05）。从图3-7可以看出，小麦麸皮酸解液脱毒后发酵苹果酸的产量明显比未脱毒前高，因此对小麦麸皮酸解液脱毒可以明显提高其发酵产酸量。
4 讨 论
小麦麸皮酸解过程产生的糠醛与5-羟甲基糠醛对苹果酸抑制的作用随其浓度的升高而增加；使用活性炭对小麦麸皮酸解液进行脱毒，经探究得出脱毒的最适条件是在活性炭含量1.0%、温度30℃、时间30 min，在此条件下，小麦麸皮酸解液中的糠醛与5-羟甲基糠醛的除去率在70%以上；通过此条件对小麦麸皮酸解液进行脱毒可以使得酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛含量下降到150 mg/L以下，可以使得这两种抑制物对酸解小麦麸皮酸解后的发酵抑制作用降低到最小。
如今，苹果酸的需求量越来越大，出现了供不应求的局面[5]，小麦麸皮作为一种可再生资源，其作为原料发酵苹果酸是一种经济、可行的方式。小麦麸皮酸解成糖化液后，须使用活性炭在适合的条件下对其进行脱毒处理，使小麦麸皮酸解液中糠醛与5-羟甲基糠醛的抑制物浓度降低，以减小它们对酸解小麦麸皮发酵产生苹果酸的抑制作用，提高苹果酸发酵的转化率。

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