用Spinsolve台式核磁共振谱仪监测发酵过程

发酵是产物被微生物改变的代谢过程。它可以用来保存或改变食物，如面包，醋，酸奶或葡萄酒。发酵可以自然发生，如牛奶变酸，也可以通过添加特定微生物来控制。生产葡萄酒或奶酪就是受控发酵的例子。在工业场景中，需要对发酵过程进行监控，因为不受控制的发酵会破坏产品的完整批次。

这篇文章描述了旋转台式核磁共振波谱仪在没有样品处理的发酵过程中，可用于控制糖转化为乙醇。阐述了不受控发酵和受控发酵的各种结果。

发酵过程

发酵分几个阶段进行:

首先，蔗糖分裂成两个葡萄糖分子

C₁₂H₂₂O₁₁+ H₂O→2 c₆H₁₂O₆

第二，葡萄糖转化为二氧化碳和乙醇。

C₆H₁₂O₆→2摄氏度₂H₅Oh + 2co₂

通常在发酵过程中观察到的气泡是由于副产品二氧化碳产生的。

最后，乙醇在氧气、醋酸杆菌和醋酸菌的存在下转化为醋酸。

C₂H₅哦+ O₂→CH_3.羧基+ H₂O

样品制备与测量

从未经处理的新鲜苹果汁中提取的两份样品被转移到3l塑料瓶中，另一份样品用啤酒酵母进行受控发酵。

另一个样品未经处理进行野生发酵，两个瓶子都保持在室温下。

图1显示了野生发酵样品的光谱示例。

图1所示。野生发酵后苹果汁的核磁共振谱。

新鲜和发酵果汁样品的核磁共振谱

新鲜果汁和完全发酵的样品的核磁共振谱如图2所示。由于水的存在，在所有样品光谱中观察到一个4.7ppm的大峰。

在1到4ppm的垂直膨胀中可以看到几个小峰。在图2中，这些峰值被分配了。

图2。新鲜苹果汁和苹果酒的野生和控制发酵20天后的核磁共振谱。果汁和苹果酒的光谱由突出的水峰主导，但垂直扩展550倍揭示了较小的峰的存在，这可以被分配。为了帮助峰分配，为99%乙醇/水混合物的光谱也显示。

酒精含量和转化率的测定

结果表明，1.2 ppm和2.0ppm处的H3峰是可分辨的，可集成用于乙醇和乙酸含量的定量测定。

图3显示了测量到的体积浓度。在受控发酵过程中，无二次发酵和转化率高是明显的。

图3。乙醇和乙酸的体积浓度_3.NMR谱峰积分。这些线表示数据点在线性区域的回归。

结论

对未经处理的苹果汁的发酵过程进行了监测旋转台式核磁共振波谱仪．对照发酵与野生发酵有明显的差异。样品从发酵容器中提取，没有经过任何处理或纯化。因此，Spinsolve台式核磁共振谱仪可作为在线过程监测工具。

这些信息已经从Magritek提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

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