不同发酵方式下醋酸产量随发酵时间的变化见图

2。由图 2 可知，发酵初期，由于发酵

液中醋酸菌含量较低，因此发酵产醋酸的速度比较慢；到发酵中期，由于发酵液中醋酸菌
大量繁殖且溶氧充足，发酵乙醇产醋酸的速度加快，醋酸产量迅速提高；到发酵后期，由
于发酵液中的乙醇被消耗完全，醋酸产量不再升高。采用静置发酵方式，发酵体系中的溶氧
量会随着发酵的进行逐渐被消耗，不能及时得到补充，因此醋酸产量上升较慢，发酵

48 h

后醋酸产量最高，之后随发酵时间的延长醋酸产量基本保持不变。采用摇床发酵方式，发酵
体系中的溶氧量能得到一定的补充，因此醋酸产量随发酵时间的延长上升速度较快，发酵
36 h 后醋酸产量即达到最大值，但醋酸属于易挥发物质，反应体系的振动导致发酵生成的
醋酸较易挥发，从而醋酸产量又不断降低。而循环喷淋发酵因发酵液与罐体内氧气充分接触
使得发酵体系中的溶氧量充足，发酵速率随发酵时间的延长迅速升高，发酵

24 h 醋酸产量

即达到最大（

1.159 g/100 mL），但之后由于发酵液和空气充分接触，产生的醋酸不断挥发，

醋酸含量又迅速下降。综合考虑，循环喷淋发酵可以提高醋酸菌发酵产醋酸的速度，大大缩
短发酵时间，但发酵时间过长易造成产生的醋酸挥发损失，因此操作时应注意严格控制发
酵时间。

 

　　

2.2 单因素试验结果 

　　

2.2.1 菌床载体对循环喷淋发酵醋酸产量的影响 菌床载体对循环喷淋发酵工艺中醋酸产

量的影响结果见图

3。由图 3 可以看出，以玉米芯为发酵载体，发酵 24 h 就达到最大醋酸产

量（

1.679 g/100 mL），产酸速率明显高于刨花、稻壳和芦苇秆载体，最大醋酸产量显著高

于稻壳和芦苇秆，且发酵后期醋酸产量的下降趋势也较为平缓，因此后续试验选择玉米芯
作为菌床载体。

 

　　

2.2.2 发酵温度对醋酸产量的影响 发酵温度对醋酸产量的影响结果见图 4。由图 4 可知，

醋酸产量随着发酵温度的升高呈先升高后降低的趋势，发酵温度为

36 

℃时醋酸产量最高，

为

1.600 g/100 mL。温度过低会导致醋酸菌的活性降低，从而醋酸产量较低，但温度过高抑

制醋酸菌生长

[8]，同时会导致发酵罐里乙醇氧化时放出的热量不能及时排出，不利于反应

向正方向进行，从而降低了醋酸产量。因此选择

32～36 

℃为适宜的发酵温度范围。 

2.2.3 发酵液中乙醇体积分数对醋酸产量的影响 发酵液中乙醇的体积分数对醋酸产量的影响
结果见图

5。由图 5 可知，醋酸产量随乙醇体积分数的升高呈先升高后下降的变化趋势，乙

醇体积分数为

8%时醋酸菌发酵最旺盛，醋酸产量达 1.695 g/100 mL。乙醇体积分数过低，

可被醋酸菌消耗的能源少，且反应底物的浓度过低，不利于醋酸的生成，而乙醇体积分数
过高时高渗透压对醋酸菌的生长有抑制作用

[9]，初步确定 6%～8%为适宜的乙醇体积分数

范围。

 

　　

2.2.4 接种量对醋酸产量的影响 接种量对醋酸产量的影响结果见图 6。由图 6 可知，醋

酸产量随着菌种接种量的增加先呈升高趋势，接种量为

55 g/L 时醋酸产量可达 1.72 g/100 

mL，之后再增加接种量，醋酸产量基本保持不变，接种量过小，发酵体系中的醋酸菌繁殖
较慢，发酵产醋酸的速度慢，且易导致发酵液发酵不充分，当发酵体系中的醋酸菌达到一
定浓度时，在短时间内就可将乙醇消耗完全，再增加接种量，醋酸产量不再升高。因此试验
初步确定

35～75 g/L 为适宜的接种量范围。 

　　

2.2.5 发酵液流速对醋酸产量的影响 发酵液流速对醋酸产量的影响结果见图 7。由图 7

可知，醋酸产量随发酵液流速的加快呈上升趋势，但总的上升幅度不大。发酵液流速低，喷
淋出的液体与氧气接触面积有限，醋酸发酵效率低，当发酵液流速达到一定值后，反应体
系中的溶氧量已经满足反应所需的耗氧量，再加快发酵液流速，醋酸产量不再升高

[10]。因

此综合考虑，选择

2.7～6.3 L/min 为适宜的发酵液流速范围。 

　　

2.3 正交试验结果 

　　以玉米芯为菌床载体、发酵时间

24 h，考察发酵液流速、发酵温度、接种量、乙醇体积分