酒精酵母及其發(fā)酵機(jī)理

1、第四節(jié)第四節(jié) 酒精酵母酒精酵母一、酒精生產(chǎn)對酵母菌的要求一、酒精生產(chǎn)對酵母菌的要求酒精生產(chǎn)中要求酵母菌具有下述性能：酒精生產(chǎn)中要求酵母菌具有下述性能： 含有較強(qiáng)的酒化酶，發(fā)酵能力強(qiáng)，而且迅速；含有較強(qiáng)的酒化酶，發(fā)酵能力強(qiáng)，而且迅速； 繁殖速度快，具有很強(qiáng)的增殖能力；繁殖速度快，具有很強(qiáng)的增殖能力； 耐酒精能力強(qiáng)，能在較高濃度的酒精發(fā)酵醪中進(jìn)行耐酒精能力強(qiáng)，能在較高濃度的酒精發(fā)酵醪中進(jìn)行發(fā)酵；發(fā)酵； 耐溫性能好，能在較高溫度下進(jìn)行繁殖和發(fā)酵；耐溫性能好，能在較高溫度下進(jìn)行繁殖和發(fā)酵； 抵抗雜菌能力強(qiáng)；抵抗雜菌能力強(qiáng)； 耐酸能力強(qiáng)；耐酸能力強(qiáng)； 生產(chǎn)性能穩(wěn)定，變異性??；生產(chǎn)性能穩(wěn)定，變異性?。?發(fā)

2、酵時(shí)產(chǎn)生泡沫少。發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生泡沫少。二、酒精生產(chǎn)中常用酵母菌及其特性二、酒精生產(chǎn)中常用酵母菌及其特性(一一)酒精生產(chǎn)中常用的酵母菌株酒精生產(chǎn)中常用的酵母菌株1拉斯拉斯2號號(rasse )酵母酵母 又名德國二號酵母，細(xì)胞又名德國二號酵母，細(xì)胞呈長卵形，麥汁培養(yǎng)呈長卵形，麥汁培養(yǎng)5.65.67微米，很少有微米，很少有5.68微米，子囊孢子微米，子囊孢子2.9微米，但較難形成，能發(fā)酵葡萄糖、微米，但較難形成，能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖，不發(fā)酵乳糖。營養(yǎng)豐富時(shí)，細(xì)胞貯藏蔗糖、麥芽糖，不發(fā)酵乳糖。營養(yǎng)豐富時(shí)，細(xì)胞貯藏有較多的肝糖，營養(yǎng)缺乏時(shí)，則有明顯的空胞存在。有較多的肝糖，營養(yǎng)缺乏時(shí)，則有明顯的空胞存

3、在。該菌在玉米醪中發(fā)酵特別旺盛，適用于淀粉質(zhì)原料發(fā)該菌在玉米醪中發(fā)酵特別旺盛，適用于淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精。該菌的缺點(diǎn)是發(fā)酵中易產(chǎn)生泡沫。酵生產(chǎn)酒精。該菌的缺點(diǎn)是發(fā)酵中易產(chǎn)生泡沫。2拉斯拉斯12號號(rasse )酵母酵母 又名德國又名德國12號酵母，由馬號酵母，由馬旦士旦士(matthes)于于1902年從德國壓榨酵母中分離出來。年從德國壓榨酵母中分離出來。細(xì)胞圓形，近卵圓形。細(xì)胞大小普通為細(xì)胞圓形，近卵圓形。細(xì)胞大小普通為76.8微米，微米，細(xì)胞間連接較多，中央部的數(shù)個(gè)至細(xì)胞間連接較多，中央部的數(shù)個(gè)至l0數(shù)個(gè)細(xì)胞常較頂數(shù)個(gè)細(xì)胞常較頂端的細(xì)胞為大。能發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、端的細(xì)胞為

4、大。能發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、半乳糖和半乳糖和13棉子糖，不發(fā)酵乳搪。常用于酒精、白棉子糖，不發(fā)酵乳搪。常用于酒精、白酒生產(chǎn)。酒生產(chǎn)。3k字酵母字酵母 是從日本引進(jìn)來的菌種，細(xì)胞卵圓形，是從日本引進(jìn)來的菌種，細(xì)胞卵圓形，細(xì)胞較小，生長迅速，適用于高梁、大米、薯干原細(xì)胞較小，生長迅速，適用于高梁、大米、薯干原料生產(chǎn)酒精。料生產(chǎn)酒精。4南陽五號酵母南陽五號酵母(1300) 固體培養(yǎng)時(shí)，菌落白色，表固體培養(yǎng)時(shí)，菌落白色，表面光滑，質(zhì)地濕潤，邊緣整齊；培養(yǎng)一周，色稍暗。面光滑，質(zhì)地濕潤，邊緣整齊；培養(yǎng)一周，色稍暗。細(xì)胞形態(tài)雖橢圓形，少數(shù)臘腸形細(xì)胞形態(tài)雖橢圓形，少數(shù)臘腸形(4.957.263.3

5、5.94微米微米)。能發(fā)酵麥芽搪、葡萄糖、蔗糖、。能發(fā)酵麥芽搪、葡萄糖、蔗糖、1/3棉子糖，不發(fā)酵乳糖、菊糖、蜜二糖。耐酒精分棉子糖，不發(fā)酵乳糖、菊糖、蜜二糖。耐酒精分13以下。以下。5南陽混合酵母南陽混合酵母(1308) 固體培養(yǎng)時(shí)，菌落白色，表固體培養(yǎng)時(shí)，菌落白色，表面光滑、質(zhì)地濕潤、邊緣整齊；培養(yǎng)一周后，色稍面光滑、質(zhì)地濕潤、邊緣整齊；培養(yǎng)一周后，色稍暗；細(xì)胞呈圓形暗；細(xì)胞呈圓形(6.66.6微米微米)，少數(shù)卵圓形；能發(fā)，少數(shù)卵圓形；能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、1/3棉子糖，不發(fā)酵乳搪、棉子糖，不發(fā)酵乳搪、菊糖、蜜二糖。該菌在含單寧原料中酒精發(fā)酵能力菊糖、蜜二糖。

6、該菌在含單寧原料中酒精發(fā)酵能力比拉斯比拉斯12號速度快、變形少，產(chǎn)酒精能力也強(qiáng)。號速度快、變形少，產(chǎn)酒精能力也強(qiáng)。三、酵母所需營養(yǎng)物質(zhì)及其數(shù)量三、酵母所需營養(yǎng)物質(zhì)及其數(shù)量1碳源碳源：葡萄糖、麥芽糖等單糖及雙糖。：葡萄糖、麥芽糖等單糖及雙糖。2氮源氮源：小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸后才能被酵：小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸后才能被酵母所用。原料中含氮量少時(shí)，也可補(bǔ)加無機(jī)氮，供母所用。原料中含氮量少時(shí)，也可補(bǔ)加無機(jī)氮，供給酵母生長。生產(chǎn)上多采用給酵母生長。生產(chǎn)上多采用(nh4)2so4為補(bǔ)充氮源。為補(bǔ)充氮源。硝酸鹽因不易被酵母所利用，故不采用。硝酸鹽因不易被酵母所利用，故不采用。3無機(jī)鹽無機(jī)鹽：酵母

7、繁殖過程中需要的無機(jī)鹽可從原料中：酵母繁殖過程中需要的無機(jī)鹽可從原料中獲得，一般不需另加。獲得，一般不需另加。4維生素維生素：維生素主要由糖化醪中獲得。維生素易被：維生素主要由糖化醪中獲得。維生素易被高溫所破壞，因此，在制備酒母糖化醪時(shí)，不宜采高溫所破壞，因此，在制備酒母糖化醪時(shí)，不宜采用高溫長時(shí)間的殺菌，以減少維生素的損失。用高溫長時(shí)間的殺菌，以減少維生素的損失。 四、酒母培養(yǎng)與擴(kuò)大培養(yǎng)工藝四、酒母培養(yǎng)與擴(kuò)大培養(yǎng)工藝 (一一)酒母培養(yǎng)基的制備酒母培養(yǎng)基的制備1試驗(yàn)室階段培養(yǎng)基的制備采用米曲汁或麥芽汁來做試驗(yàn)室階段培養(yǎng)基的制備采用米曲汁或麥芽汁來做培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。 米曲汁培養(yǎng)基的制備米曲汁培養(yǎng)

8、基的制備 2酒母糖化醪原料的選擇：玉米最好，甘薯原科也可酒母糖化醪原料的選擇：玉米最好，甘薯原科也可以用來制做酒母糖化醪，但需常加入硫酸銨以補(bǔ)充氮以用來制做酒母糖化醪，但需常加入硫酸銨以補(bǔ)充氮源。酒母原料，應(yīng)不含單寧等有害的物質(zhì)。源。酒母原料，應(yīng)不含單寧等有害的物質(zhì)。(2) 酒母糖化醪的制做過程酒母糖化醪的制做過程 原料蒸煮：原料蒸煮： 酒母蒸煮醪的糖化酒母蒸煮醪的糖化：冷卻到：冷卻到68左右進(jìn)行糖化。用左右進(jìn)行糖化。用曲量多高于大生產(chǎn)的加曲量。液體曲加曲量為曲量多高于大生產(chǎn)的加曲量。液體曲加曲量為300單位克原料；固體曲加量為原料的單位克原料；固體曲加量為原料的10左右。糖左右。糖化時(shí)間化時(shí)

9、間34小時(shí)，使用黃曲時(shí)，糖化溫度可控制在小時(shí)，使用黃曲時(shí)，糖化溫度可控制在5560，而黑曲則可控制在，而黑曲則可控制在6065。酒母糖化醪營養(yǎng)鹽的添加酒母糖化醪營養(yǎng)鹽的添加：甘薯原料加入原科：甘薯原料加入原科0.050.1的硫酸銨。的硫酸銨。酒母糖化醪的酸化酒母糖化醪的酸化： ph45，硫酸調(diào)。，硫酸調(diào)。 酒母糖化醪的殺菌酒母糖化醪的殺菌：加溫至：加溫至8590殺菌殺菌15-30分鐘。分鐘。有的廠采用有的廠采用75殺菌。大酒母糖化醪主要控制殺菌。大酒母糖化醪主要控制ph值，值， 以抑制雜菌生長，而不再殺菌。殺菌后，冷卻到以抑制雜菌生長，而不再殺菌。殺菌后，冷卻到27，就可供培養(yǎng)酒母。，就可供培

10、養(yǎng)酒母。(二二)酒母的擴(kuò)大培養(yǎng)酒母的擴(kuò)大培養(yǎng)1試驗(yàn)室階段的酒母擴(kuò)大培養(yǎng)試驗(yàn)室階段的酒母擴(kuò)大培養(yǎng) 原菌原菌斜面試管斜面試管液體試管液體試管三角瓶培養(yǎng)三角瓶培養(yǎng)卡氏罐卡氏罐(1) 原菌原菌：應(yīng)接入新鮮斜面試管進(jìn)行活化：應(yīng)接入新鮮斜面試管進(jìn)行活化(2) 斜面試管培養(yǎng)斜面試管培養(yǎng)：28-30保溫培養(yǎng)保溫培養(yǎng)34天天(3) 液體試管培養(yǎng)液體試管培養(yǎng)：接入裝有：接入裝有10毫升米曲汁的液體試管，毫升米曲汁的液體試管， 2830保溫培養(yǎng)保溫培養(yǎng)24小時(shí)左右小時(shí)左右(4) 三角瓶培養(yǎng)三角瓶培養(yǎng)：按：按40%裝入米曲汁或糖化醪，滅菌后裝入米曲汁或糖化醪，滅菌后無菌條件下，將液體試管菌種接入，無菌條件下，將液體試

11、管菌種接入，2830培養(yǎng)培養(yǎng)1520小時(shí)，若擴(kuò)大段只用大三角瓶，多接幾只液體小時(shí)，若擴(kuò)大段只用大三角瓶，多接幾只液體試管，以加大接種量。試管，以加大接種量。(5) 卡氏罐培養(yǎng)卡氏罐培養(yǎng)：卡氏罐培養(yǎng)基可使用酒母糖化醪，糖：卡氏罐培養(yǎng)基可使用酒母糖化醪，糖化醪應(yīng)殺菌后備用，接種后將卡氏罐放于酒母室中，化醪應(yīng)殺菌后備用，接種后將卡氏罐放于酒母室中，溫室培養(yǎng)。溫室培養(yǎng)。2酒母罐培養(yǎng)：從卡氏罐以后酒母擴(kuò)大培養(yǎng)屬于酒母酒母罐培養(yǎng)：從卡氏罐以后酒母擴(kuò)大培養(yǎng)屬于酒母車間進(jìn)行培養(yǎng)車間進(jìn)行培養(yǎng)卡氏罐卡氏罐 小酒母罐小酒母罐 大酒母罐大酒母罐 成熟酒母送發(fā)酵車成熟酒母送發(fā)酵車間間 (1) 間歇培養(yǎng)法間歇培養(yǎng)法：分小

12、酒母罐與大酒母罐兩個(gè)階段：分小酒母罐與大酒母罐兩個(gè)階段 培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程：酒母罐洗刷干凈，并對罐體、管道進(jìn)行：酒母罐洗刷干凈，并對罐體、管道進(jìn)行殺菌后，將酒母糖化醪打入小酒母罐中，并接入已培殺菌后，將酒母糖化醪打入小酒母罐中，并接入已培養(yǎng)成熟的卡氏罐酒母。通無菌空氣或用機(jī)械攪拌，使養(yǎng)成熟的卡氏罐酒母。通無菌空氣或用機(jī)械攪拌，使酒母與醪液混勻，在酒母與醪液混勻，在2830進(jìn)行培養(yǎng)，糖分降低進(jìn)行培養(yǎng)，糖分降低4045%，酒精量，酒精量34%(容量容量)左右，并且液面有大左右，并且液面有大量量co2冒出，成熟。培養(yǎng)成熟的小酒母再按入已裝好冒出，成熟。培養(yǎng)成熟的小酒母再按入已裝好糖化醪的大酒母罐中，同

13、法于糖化醪的大酒母罐中，同法于2830繼續(xù)培養(yǎng)，待繼續(xù)培養(yǎng)，待成熟即可送往發(fā)酵車間。成熟即可送往發(fā)酵車間。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：間歇培養(yǎng)雖然有生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，但是由間歇培養(yǎng)雖然有生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)，但是由于酵母質(zhì)量易于控制，故仍被工廠采用。于酵母質(zhì)量易于控制，故仍被工廠采用。 (2)半連續(xù)培養(yǎng)法半連續(xù)培養(yǎng)法 (也叫循環(huán)培養(yǎng)法也叫循環(huán)培養(yǎng)法)： 培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程 將卡氏罐酒母接入小酒母罐，成熟后，將卡氏罐酒母接入小酒母罐，成熟后，分割出三分之二接入大酒母罐進(jìn)行培養(yǎng)，余下的三分分割出三分之二接入大酒母罐進(jìn)行培養(yǎng)，余下的三分之一再補(bǔ)加新鮮酒母糖化醪連續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)成熟后再之一再補(bǔ)加新鮮酒母糖化醪連續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)

14、成熟后再分割，如此反復(fù)以上操作。大酒母培養(yǎng)成熟則可全部分割，如此反復(fù)以上操作。大酒母培養(yǎng)成熟則可全部送發(fā)酵車間做接種用。送發(fā)酵車間做接種用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 該該方法培養(yǎng)酒母，可以方法培養(yǎng)酒母，可以710天換一次新天換一次新種，如果工廠衛(wèi)生管理?xiàng)l件較好，可以種，如果工廠衛(wèi)生管理?xiàng)l件較好，可以12個(gè)月?lián)Q一個(gè)月?lián)Q一次新種，這樣不但省去了繁瑣的試驗(yàn)室階段培養(yǎng)，而次新種，這樣不但省去了繁瑣的試驗(yàn)室階段培養(yǎng)，而且也使酵母在生產(chǎn)條件下進(jìn)行了馴養(yǎng)，有利于酵母菌且也使酵母在生產(chǎn)條件下進(jìn)行了馴養(yǎng)，有利于酵母菌的繁殖和發(fā)酵。的繁殖和發(fā)酵。3成熟酒母質(zhì)量指標(biāo)成熟酒母質(zhì)量指標(biāo) (1) 酵母細(xì)胞數(shù)酵母細(xì)胞數(shù)：一般為：一般

15、為l億毫升左右。億毫升左右。(2) 出芽率出芽率：酒母出芽率要求在：酒母出芽率要求在1530%。(3) 酵母死亡率酵母死亡率：死亡率：死亡率 1%(4) 耗糖率耗糖率：控制在：控制在40一一50耗糖率耗糖率()（醪液原始糖度（醪液原始糖度-酒母成熟時(shí)糖度）酒母成熟時(shí)糖度）/醪液原始糖度醪液原始糖度100(5) 酒精分酒精分：酒精含量一般為：酒精含量一般為34(容量容量)。(6) 酸度：酸度：增酸增酸 不大于不大于0.05(7) 鏡檢：鏡檢：整齊、均勻、健壯，極少染雜菌。整齊、均勻、健壯，極少染雜菌。五、酒母培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)五、酒母培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)六、影響酒母質(zhì)量主要因素的討論六、影響酒母質(zhì)

16、量主要因素的討論1. 接種量與成熟酒母細(xì)胞數(shù)的關(guān)系接種量與成熟酒母細(xì)胞數(shù)的關(guān)系：2.5立方米立方米酒母罐中只接入一只固體斜面試管酵母種子，酒母罐中只接入一只固體斜面試管酵母種子，然后密閉靜止培養(yǎng)然后密閉靜止培養(yǎng)2428小時(shí)，或微量通風(fēng)小時(shí)，或微量通風(fēng)(液面被無菌空氣吹得微動液面被無菌空氣吹得微動)2024小時(shí)，其酵小時(shí)，其酵母數(shù)也可達(dá)母數(shù)也可達(dá)l億毫升左右。億毫升左右。2接種量與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系接種量與培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系：酒母接種量多控：酒母接種量多控制在制在1：5l0。細(xì)胞數(shù)約為。細(xì)胞數(shù)約為0.10.2億毫升億毫升左右，經(jīng)過左右，經(jīng)過l012小時(shí)培養(yǎng)成熟的酒母醪細(xì)胞小時(shí)培養(yǎng)成熟的酒母醪細(xì)胞數(shù)可達(dá)數(shù)

17、可達(dá)0.81.2億毫升以上。億毫升以上。3接種時(shí)間的掌握接種時(shí)間的掌握：旺盛期：旺盛期4酒母培養(yǎng)溫度的控制酒母培養(yǎng)溫度的控制：培養(yǎng)溫度為：培養(yǎng)溫度為2830。5關(guān)于通風(fēng)培養(yǎng)關(guān)于通風(fēng)培養(yǎng) ：1立方米酒母醪，每小時(shí)通立方米酒母醪，每小時(shí)通入入2立方米無菌空氣已可滿足酵母繁殖時(shí)的氧立方米無菌空氣已可滿足酵母繁殖時(shí)的氧氣需要量了。有的酒精廠在制做酒母糖化醪氣需要量了。有的酒精廠在制做酒母糖化醪時(shí)，在糖化結(jié)束后，通入無菌空氣進(jìn)行攪拌，時(shí)，在糖化結(jié)束后，通入無菌空氣進(jìn)行攪拌，冷卻。當(dāng)醪液溫度降至冷卻。當(dāng)醪液溫度降至27，進(jìn)行接種培養(yǎng)。，進(jìn)行接種培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，再通風(fēng)在培養(yǎng)過程中，再通風(fēng)23次，每次次，

18、每次12分分鐘風(fēng)量以能吹動醪液翻動為度。鐘風(fēng)量以能吹動醪液翻動為度。6.關(guān)于防止雜菌污染關(guān)于防止雜菌污染第五節(jié)第五節(jié) 酒精發(fā)酵機(jī)理酒精發(fā)酵機(jī)理 一一.發(fā)酵的目的要求發(fā)酵的目的要求 在發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母菌繼續(xù)繁在發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母菌繼續(xù)繁殖到一定數(shù)量。殖到一定數(shù)量。 使糖化醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被分解，生成使糖化醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被分解，生成可發(fā)酵的糖分?？砂l(fā)酵的糖分。 發(fā)酵過程的中期和后期，要創(chuàng)造厭氣條件，發(fā)酵過程的中期和后期，要創(chuàng)造厭氣條件，使酵母在無氧條件下將糖分發(fā)酵生成酒精。使酵母在無氧條件下將糖分發(fā)酵生成酒精。 發(fā)酵過程中產(chǎn)生的發(fā)酵過程中產(chǎn)生的co2應(yīng)設(shè)法排除，并注

19、意應(yīng)設(shè)法排除，并注意加強(qiáng)對隨加強(qiáng)對隨co2逸出時(shí)被帶走酒精的捕集回收。逸出時(shí)被帶走酒精的捕集回收。二、酒精發(fā)酵機(jī)理二、酒精發(fā)酵機(jī)理(一一) 酒精發(fā)酵的基本理論酒精發(fā)酵的基本理論酒精發(fā)酵作用，是酵母菌把可發(fā)酵性的糖，經(jīng)過酒精發(fā)酵作用，是酵母菌把可發(fā)酵性的糖，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用，生成了酒精與細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用，生成了酒精與co2，然后，然后通過細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排出體外酵母菌就是通通過細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排出體外酵母菌就是通過這種形式進(jìn)行酒精發(fā)酵作用。產(chǎn)生的酒精滲出過這種形式進(jìn)行酒精發(fā)酵作用。產(chǎn)生的酒精滲出到體外。產(chǎn)生的到體外。產(chǎn)生的co2，由于其溶解度較小，當(dāng)，由于其溶解度較小，當(dāng)co2飽和后形成

20、小的氣泡上升使醪液上下循環(huán)。飽和后形成小的氣泡上升使醪液上下循環(huán)。（二）酒精發(fā)酵動態(tài)（二）酒精發(fā)酵動態(tài)1.前發(fā)酵期前發(fā)酵期：發(fā)酵作用不強(qiáng)，酒精分和：發(fā)酵作用不強(qiáng)，酒精分和co2產(chǎn)生產(chǎn)生得很少，醪的表面平靜，糖分消耗也比較饅。得很少，醪的表面平靜，糖分消耗也比較饅。前發(fā)酵時(shí)間前發(fā)酵時(shí)間l0小時(shí)左右。溫度接種時(shí)為小時(shí)左右。溫度接種時(shí)為2628，一般不超過一般不超過30。注意防止雜菌污染。注意防止雜菌污染。2主發(fā)酵期主發(fā)酵期：酵母細(xì)胞數(shù)可達(dá)：酵母細(xì)胞數(shù)可達(dá)1億毫升以上。億毫升以上。酵母菌基本上停止繁殖而主要進(jìn)行酒精發(fā)酵作酵母菌基本上停止繁殖而主要進(jìn)行酒精發(fā)酵作用。糖分迅速下降，酒精分逐漸增多。產(chǎn)生了

21、用。糖分迅速下降，酒精分逐漸增多。產(chǎn)生了大量的大量的co2。隨著。隨著co2的逸出，可以產(chǎn)生很強(qiáng)的逸出，可以產(chǎn)生很強(qiáng)的的co2泡沫響聲。溫度最好能控制在泡沫響聲。溫度最好能控制在3034，主發(fā)酵時(shí)間一能為主發(fā)酵時(shí)間一能為12小時(shí)左右。小時(shí)左右。3后發(fā)酵期后發(fā)酵期：醪液中的糖分大部分已被酵母：醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，這一階段發(fā)酵醪中酒精和菌消耗掉，這一階段發(fā)酵醪中酒精和co2產(chǎn)生產(chǎn)生得也少。得也少。 溫度應(yīng)控制在溫度應(yīng)控制在3032左右。一般約需左右。一般約需40小時(shí)左右才能完成?？倳r(shí)間一般多控制在小時(shí)左右才能完成?？倳r(shí)間一般多控制在6072小時(shí)左右。小時(shí)左右。(三三)酒精發(fā)酵中酵母

22、菌的酶酒精發(fā)酵中酵母菌的酶1水解酶類水解酶類(1)蔗糖酶：胞外酶。蔗糖酶：胞外酶。(2)麥芽糖酶：最適麥芽糖酶：最適ph為為6.757.25， 最適溫為最適溫為40。該。該酶對溫度較為敏感，酶對溫度較為敏感，55即被破壞。即被破壞。(3)肝糖酶肝糖酶 可將酵母體內(nèi)貯存的肝糖可將酵母體內(nèi)貯存的肝糖(一種類似支鏈淀粉，一種類似支鏈淀粉，但分子量較小的物質(zhì)但分子量較小的物質(zhì))分解為葡萄糖。肝糖酶是胞內(nèi)酶分解為葡萄糖。肝糖酶是胞內(nèi)酶2酒化酶：酒化酶：酒化酶是指參與酒精發(fā)酵的各種酶及輔酶酒化酶是指參與酒精發(fā)酵的各種酶及輔酶的總稱。它主要包括己糖磷酸化酶、氧化還原酶、烯醇的總稱。它主要包括己糖磷酸化酶、氧

23、化還原酶、烯醇化酶、脫羧酶及磷酸酶等。在這些酶的作用下、把糖變化酶、脫羧酶及磷酸酶等。在這些酶的作用下、把糖變成酒精。由于這一類酶只能存在于酵母細(xì)胞內(nèi)，而不被成酒精。由于這一類酶只能存在于酵母細(xì)胞內(nèi)，而不被酵母分泌到細(xì)胞外，故稱胞內(nèi)酶。因?yàn)榫苹复嬖谟诮徒湍阜置诘郊?xì)胞外，故稱胞內(nèi)酶。因?yàn)榫苹复嬖谟诮湍讣?xì)胞內(nèi)，所以酒精發(fā)酵要求有強(qiáng)壯的酵母活細(xì)胞參與母細(xì)胞內(nèi)，所以酒精發(fā)酵要求有強(qiáng)壯的酵母活細(xì)胞參與活動?；顒?。(四四)酒精發(fā)酵機(jī)制酒精發(fā)酵機(jī)制酒精發(fā)酵經(jīng)過五個(gè)階段，十二個(gè)已知步驟：酒精發(fā)酵經(jīng)過五個(gè)階段，十二個(gè)已知步驟：第一階段第一階段：葡萄糖磷酸化，生成活潑：葡萄糖磷酸化，生成活潑1，6-二磷酸果糖

24、。二磷酸果糖。葡萄糖的磷酸化葡萄糖的磷酸化 6-磷酸葡萄糖和磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖的互變：磷酸果糖的互變： 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖在磷酸己糖異構(gòu)酶的催化下，轉(zhuǎn)變?yōu)樵诹姿峒禾钱悩?gòu)酶的催化下，轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖。磷酸果糖。 6-磷酸果糖生成磷酸果糖生成1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖 ：6-磷酸果糖在磷磷酸果糖在磷酸果糖激酶催化下，由酸果糖激酶催化下，由atp供給磷酸基及能量，進(jìn)供給磷酸基及能量，進(jìn)一步磷酸化，生成活潑的一步磷酸化，生成活潑的1，6-二磷酸果糖，反應(yīng)需二磷酸果糖，反應(yīng)需mg+激活。激活。第二階段：第二階段：1，6-二磷酸果糖分裂為二分子磷酸丙糖。二磷酸果糖分裂為二分子磷酸丙糖。1，

25、6-二磷酸果糖分解生成二分子三碳糖二磷酸果糖分解生成二分子三碳糖 ：一分子：一分子1，6-二磷酸果糖在醛縮酶的催化下，分裂為一分子磷酸二磷酸果糖在醛縮酶的催化下，分裂為一分子磷酸二羥丙酮和一分子二羥丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。磷酸甘油醛。磷酸二羥丙酮與磷酸二羥丙酮與3-磷酸甘油醛互變磷酸甘油醛互變 ：磷酸二羥丙酮：磷酸二羥丙酮與與3-磷酸甘油醛是同分異構(gòu)體，兩者可在磷酸丙糖異磷酸甘油醛是同分異構(gòu)體，兩者可在磷酸丙糖異構(gòu)酶催化下互相轉(zhuǎn)變：構(gòu)酶催化下互相轉(zhuǎn)變： 第三階段：第三階段：3-磷酸甘油醛經(jīng)氧化磷酸甘油醛經(jīng)氧化(脫氫脫氫)，并磷酸化，并磷酸化，生成生成1，3-二磷酸甘油酸，然后將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)

26、移給二磷酸甘油酸，然后將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給adp，以產(chǎn)生，以產(chǎn)生atp，再經(jīng)磷酸基變位，和分子內(nèi)重，再經(jīng)磷酸基變位，和分子內(nèi)重排，又給出一個(gè)高能磷酸鏈，而后變成丙酮酸。排，又給出一個(gè)高能磷酸鏈，而后變成丙酮酸。3-磷酸甘油醛脫氫并磷酸化生成磷酸甘油醛脫氫并磷酸化生成l，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸。3-磷酸甘油酸的生成：磷酸甘油酸的生成： 1，3-二磷酸甘油酸在磷酸二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶催化下，將高能磷酸甘油酸激酶催化下，將高能磷酸(脂脂)鍵轉(zhuǎn)移給鍵轉(zhuǎn)移給adp，其本身變?yōu)槠浔旧碜優(yōu)?-磷酸甘油酸，反應(yīng)需磷酸甘油酸，反應(yīng)需mg+激活。激活。3-磷酸甘油酸與磷酸甘油酸與2-磷酸甘油酸的互變：

27、磷酸甘油酸的互變： 在磷酸甘油在磷酸甘油酸變位酶催化下，酸變位酶催化下，3-磷酸甘油酸與磷酸甘油酸與2，3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸互換磷酸基，生成酸互換磷酸基，生成2-磷酸甘油酸。磷酸甘油酸。2-磷酸烯醇式丙酮酸的生成磷酸烯醇式丙酮酸的生成 ：在烯醇化酶的催化下，：在烯醇化酶的催化下，2-磷酸甘油酸脫水，生成磷酸甘油酸脫水，生成2-磷酸烯醇式丙酮酸，反磷酸烯醇式丙酮酸，反應(yīng)需應(yīng)需mg+激活。激活。丙酮酸的生成：丙酮酸的生成： 在丙酮酸激酶催化下，在丙酮酸激酶催化下，2-磷酸烯醇磷酸烯醇丙酮酸失去高能磷酸鍵，生成烯醇式丙酮酸。烯醇丙酮酸失去高能磷酸鍵，生成烯醇式丙酮酸。烯醇式丙酮酸極不穩(wěn)定，不需

28、酶激化即可變?yōu)楸帷Ｊ奖針O不穩(wěn)定，不需酶激化即可變?yōu)楸?。以上十步反?yīng)可總結(jié)為：以上十步反應(yīng)可總結(jié)為： 第四階段：酒精的生成第四階段：酒精的生成：酵母菌在無氧條件下，將丙：酵母菌在無氧條件下，將丙酮酸繼續(xù)降解，產(chǎn)生乙醇。其反應(yīng)過程如下：酮酸繼續(xù)降解，產(chǎn)生乙醇。其反應(yīng)過程如下： 丙酮酸脫羧生成乙醛丙酮酸脫羧生成乙醛 ：在脫羧酶催化下，丙酮酸脫：在脫羧酶催化下，丙酮酸脫羧，生成乙醛，反應(yīng)需羧，生成乙醛，反應(yīng)需mg+繳活。繳活。 乙醛還原生成乙醇乙醛還原生成乙醇 ：乙醛在乙醇脫氫酶及其輔酶：乙醛在乙醇脫氫酶及其輔酶（nadh2)的催化下，還原成乙醇。的催化下，還原成乙醇。 （五）酒精發(fā)酵中副

29、產(chǎn)物的生成（五）酒精發(fā)酵中副產(chǎn)物的生成1甘油的生成甘油的生成酒精發(fā)酵宜在酸性條件下進(jìn)行，如果使醪液呈堿性，酒精發(fā)酵宜在酸性條件下進(jìn)行，如果使醪液呈堿性，則會使發(fā)酵向生成甘油的方向進(jìn)行。則會使發(fā)酵向生成甘油的方向進(jìn)行。甘油主要在酒精發(fā)酵后期產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)酵醪中的氮超過甘油主要在酒精發(fā)酵后期產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)酵醪中的氮超過某種限度或發(fā)酵溫度高時(shí)，會使甘油產(chǎn)量增多。如向某種限度或發(fā)酵溫度高時(shí)，會使甘油產(chǎn)量增多。如向發(fā)酵醪中加入發(fā)酵醪中加入naf，會降低甘油的生成量，會降低甘油的生成量， 但但naf的的加入，其酒糟做飼料時(shí)，對牲畜有害，故應(yīng)控制使用。加入，其酒糟做飼料時(shí)，對牲畜有害，故應(yīng)控制使用。2雜醇油的生成雜

30、醇油的生成 生成方式：生成方式：原料中蛋白質(zhì)分解或菌體蛋白水解生成原料中蛋白質(zhì)分解或菌體蛋白水解生成了氨基酸，氨基酸進(jìn)一步分解放出氨，脫羧基生成醇。了氨基酸，氨基酸進(jìn)一步分解放出氨，脫羧基生成醇。大部分高級醇類是當(dāng)葡萄糖存在時(shí)，由氨基酸生成。大部分高級醇類是當(dāng)葡萄糖存在時(shí)，由氨基酸生成。另外，丙酮酸和乙酰另外，丙酮酸和乙酰coa相結(jié)合，由于碳鏈的加長，相結(jié)合，由于碳鏈的加長，當(dāng)有蔗糖存在時(shí)，也可以促進(jìn)高級醇生成。當(dāng)有蔗糖存在時(shí)，也可以促進(jìn)高級醇生成。 影響生成因素：影響生成因素：雜醇油的生成量和組成與所用原料雜醇油的生成量和組成與所用原料有關(guān)，與酵母菌種及營養(yǎng)物質(zhì)組成有關(guān)。發(fā)酵醪中如有關(guān)，與酵

31、母菌種及營養(yǎng)物質(zhì)組成有關(guān)。發(fā)酵醪中如果有容易利用的氮源存在，能阻止或延遲氨基酸分解。果有容易利用的氮源存在，能阻止或延遲氨基酸分解。 3琥珀酸的生成琥珀酸的生成：與醪中谷氨酸的存在有關(guān)。：與醪中谷氨酸的存在有關(guān)。向醪中添加谷氨酸，可增加琥珀酸的產(chǎn)量。向醪中添加谷氨酸，可增加琥珀酸的產(chǎn)量。在上述反應(yīng)中，受氫體是磷酸甘油醛，所以反在上述反應(yīng)中，受氫體是磷酸甘油醛，所以反應(yīng)產(chǎn)物除有琥珀酸外，還有甘油生成。反應(yīng)中應(yīng)產(chǎn)物除有琥珀酸外，還有甘油生成。反應(yīng)中產(chǎn)生的氨被酵母菌利用構(gòu)成菌體蛋白，而琥珀產(chǎn)生的氨被酵母菌利用構(gòu)成菌體蛋白，而琥珀酸與甘油則積累于發(fā)酵醪中。酸與甘油則積累于發(fā)酵醪中。4乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵：

32、某些乳酸細(xì)菌具有乳酸脫氫酶，：某些乳酸細(xì)菌具有乳酸脫氫酶，能以丙酮酸作為受氫體而生成乳酸。能以丙酮酸作為受氫體而生成乳酸。5醋酸的生成醋酸的生成：如果發(fā)酵醪被醋酸菌污染，：如果發(fā)酵醪被醋酸菌污染，這時(shí)醪液中的酒精分會被醋酸菌氧化生成酸，這時(shí)醪液中的酒精分會被醋酸菌氧化生成酸，其反應(yīng)式為：其反應(yīng)式為：6丁酸的生成丁酸的生成 ：發(fā)酵中間產(chǎn)物乙醛進(jìn)一步合：發(fā)酵中間產(chǎn)物乙醛進(jìn)一步合成，或由于細(xì)菌污染，都會引起丁酸的生成。成，或由于細(xì)菌污染，都會引起丁酸的生成。第六節(jié)第六節(jié) 糖化醪的發(fā)酵糖化醪的發(fā)酵一、酒精發(fā)酵工藝一、酒精發(fā)酵工藝分間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種。分間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種。(一一)間

33、歇式發(fā)酵法間歇式發(fā)酵法1一次加滿法一次加滿法 方法：方法：醪冷到醪冷到27-30后，接入糖化醪量后，接入糖化醪量10的酒母，的酒母， 混合均勻后，經(jīng)混合均勻后，經(jīng)6072小時(shí)發(fā)酵，即成熟。小時(shí)發(fā)酵，即成熟。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：操作簡便，易于管理，缺點(diǎn)是酒母用量大。操作簡便，易于管理，缺點(diǎn)是酒母用量大。適用于糖化鍋與發(fā)酵罐容積相等的小型酒精廠。適用于糖化鍋與發(fā)酵罐容積相等的小型酒精廠。2分次添加法分次添加法 方法：方法：先打入罐容積三分之一左右的醪，接先打入罐容積三分之一左右的醪，接10酒酒母發(fā)酵，隔母發(fā)酵，隔23小時(shí)后，加第二次醪，再隔小時(shí)后，加第二次醪，再隔23小時(shí)，小時(shí)，加第三次。如此，加到罐容

34、積加第三次。如此，加到罐容積90。加總時(shí)間。加總時(shí)間 l0h。 適用范圍適用范圍：適用于糖化鍋容量小，而發(fā)酵罐容量大適用于糖化鍋容量小，而發(fā)酵罐容量大工廠。工廠。3連續(xù)添加法連續(xù)添加法 方法：方法：生產(chǎn)開始，先將一定量的酒母打入發(fā)生產(chǎn)開始，先將一定量的酒母打入發(fā)酵罐，然后根據(jù)生產(chǎn)量，確定流加速度。糖化酵罐，然后根據(jù)生產(chǎn)量，確定流加速度。糖化醪的流加速度與灑母接種量有密切關(guān)系，要注醪的流加速度與灑母接種量有密切關(guān)系，要注意控制。如果流加速度太快，則發(fā)酵醪中酵母意控制。如果流加速度太快，則發(fā)酵醪中酵母細(xì)胞數(shù)太少，不能造成酵母繁殖的優(yōu)勢，易被細(xì)胞數(shù)太少，不能造成酵母繁殖的優(yōu)勢，易被雜菌所污染。如果流

35、量太慢，也會造成后加入雜菌所污染。如果流量太慢，也會造成后加入的糖化醪中的支鏈淀粉不能被徹底利用。一般的糖化醪中的支鏈淀粉不能被徹底利用。一般從接種酵母后，應(yīng)于從接種酵母后，應(yīng)于6-8小時(shí)內(nèi)將罐裝滿。連續(xù)小時(shí)內(nèi)將罐裝滿。連續(xù)添加法的發(fā)酵總時(shí)間自加滿罐時(shí)算起，約需添加法的發(fā)酵總時(shí)間自加滿罐時(shí)算起，約需6072小時(shí)發(fā)酵即結(jié)束。小時(shí)發(fā)酵即結(jié)束。 適用范圍適用范圍：適用于采用連續(xù)蒸煮、連續(xù)糖化：適用于采用連續(xù)蒸煮、連續(xù)糖化的酒精生產(chǎn)工廠。的酒精生產(chǎn)工廠。4分割主發(fā)酵醪法分割主發(fā)酵醪法 方法：方法：將處于旺盛主發(fā)酵階段的發(fā)酵醪分出將處于旺盛主發(fā)酵階段的發(fā)酵醪分出1/31/2至第二罐，然后兩罐同時(shí)補(bǔ)加新鮮

36、糖化至第二罐，然后兩罐同時(shí)補(bǔ)加新鮮糖化醪至滿，繼續(xù)發(fā)酵。待第二罐發(fā)酵正常，又處醪至滿，繼續(xù)發(fā)酵。待第二罐發(fā)酵正常，又處于主發(fā)酵階段時(shí)，同法又分出于主發(fā)酵階段時(shí)，同法又分出1/31/2發(fā)酵醪至發(fā)酵醪至第三罐，并加新鮮糖化醪至第二、三罐。如此第三罐，并加新鮮糖化醪至第二、三罐。如此連續(xù)分割第三、四連續(xù)分割第三、四各罐。前面的第一、各罐。前面的第一、二二罐發(fā)酵成熟的醪液送去蒸餾。此種發(fā)酵罐發(fā)酵成熟的醪液送去蒸餾。此種發(fā)酵方式的優(yōu)點(diǎn)是省去了酒母的制做。另外，由于方式的優(yōu)點(diǎn)是省去了酒母的制做。另外，由于接入的酵母種子量大，相應(yīng)的減少了酵母生長接入的酵母種子量大，相應(yīng)的減少了酵母生長的前發(fā)酵期。的前發(fā)酵期

37、。 適用范圍：適用范圍：適用于衛(wèi)生管理較好的酒精工廠，適用于衛(wèi)生管理較好的酒精工廠，其無菌要求較高。其無菌要求較高。(二二)半連續(xù)發(fā)酵法半連續(xù)發(fā)酵法 方法：方法：將一組數(shù)個(gè)發(fā)酵罐連接起來，使前三個(gè)罐保將一組數(shù)個(gè)發(fā)酵罐連接起來，使前三個(gè)罐保持連續(xù)發(fā)酵狀態(tài)。開始投產(chǎn)時(shí)，在第一只罐接入酒母持連續(xù)發(fā)酵狀態(tài)。開始投產(chǎn)時(shí)，在第一只罐接入酒母后，使該罐始終處于主發(fā)酵狀態(tài)的情況下，連續(xù)流加后，使該罐始終處于主發(fā)酵狀態(tài)的情況下，連續(xù)流加糖化醪。待第一罐加滿后，流入第二罐，此時(shí)可分別糖化醪。待第一罐加滿后，流入第二罐，此時(shí)可分別向第一、二兩罐流加糖化醪，并保持兩罐始終處于主向第一、二兩罐流加糖化醪，并保持兩罐始終

38、處于主發(fā)酵狀態(tài)。待第二罐流加滿后，自然流入第三罐。第發(fā)酵狀態(tài)。待第二罐流加滿后，自然流入第三罐。第三罐流加滿后，流入第四罐。第四罐施加滿后，則由三罐流加滿后，流入第四罐。第四罐施加滿后，則由第三罐改流至第五罐，第五罐滿后改流至第六罐，依第三罐改流至第五罐，第五罐滿后改流至第六罐，依次類推。第四、五罐發(fā)酵結(jié)束后，送去蒸餾。洗刷罐次類推。第四、五罐發(fā)酵結(jié)束后，送去蒸餾。洗刷罐體后再重復(fù)以上操作。體后再重復(fù)以上操作。 特點(diǎn)特點(diǎn)：使前三罐處于連續(xù)主發(fā)酵狀態(tài)，而后面則處：使前三罐處于連續(xù)主發(fā)酵狀態(tài)，而后面則處于后發(fā)酵狀態(tài)。于后發(fā)酵狀態(tài)。(三三)連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵1959年，上海酒精廠和天津酒精廠曾探索過淀

39、粉質(zhì)原年，上海酒精廠和天津酒精廠曾探索過淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的連續(xù)發(fā)酵；七十年代初期，廣西桂平糖料生產(chǎn)酒精的連續(xù)發(fā)酵；七十年代初期，廣西桂平糖廠酒精車間和廣東江門甘蔗化工廠酒精車間在原有糖廠酒精車間和廣東江門甘蔗化工廠酒精車間在原有糖蜜原料連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了淀粉質(zhì)原蜜原料連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精實(shí)驗(yàn)，料連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精實(shí)驗(yàn)，1. 流加罐工藝條件的確定流加罐工藝條件的確定流加罐罐數(shù)的確定流加罐罐數(shù)的確定 流加罐工藝條件的確定流加罐工藝條件的確定：流加罐中發(fā)酵醪糖濃度在：流加罐中發(fā)酵醪糖濃度在6-8bx，酵母細(xì)胞數(shù)量為，酵母細(xì)胞數(shù)量為0.81億毫升左右

40、，酒精含億毫升左右，酒精含量量4(容量容量)左右。除此之外，還應(yīng)適當(dāng)控制發(fā)酵醪的左右。除此之外，還應(yīng)適當(dāng)控制發(fā)酵醪的ph和溫度。和溫度。醪液流加量與發(fā)酵罐容積的確定醪液流加量與發(fā)酵罐容積的確定：一殷由：一殷由8-10個(gè)罐個(gè)罐組成一個(gè)連續(xù)發(fā)酵罐組。組成一個(gè)連續(xù)發(fā)酵罐組。 2連續(xù)發(fā)酵工藝連續(xù)發(fā)酵工藝 (1)循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法：循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法：將將910個(gè)罐組成一組連個(gè)罐組成一組連續(xù)發(fā)酵罐組，各罐連接方式是從前罐上部流入續(xù)發(fā)酵罐組，各罐連接方式是從前罐上部流入下一箱底部。投產(chǎn)時(shí)，先將酒母打入第下一箱底部。投產(chǎn)時(shí)，先將酒母打入第-只罐，只罐，同時(shí)加入糖化醪，在保持該罐處于主發(fā)酵狀態(tài)同時(shí)加入糖化醪，在保持該

41、罐處于主發(fā)酵狀態(tài)下，流加糖化醪至滿，然后自然流入第二罐，下，流加糖化醪至滿，然后自然流入第二罐，滿后又依次流入第三罐，直至末罐。待醪液流滿后又依次流入第三罐，直至末罐。待醪液流至末罐并加滿后，發(fā)酵醪至末罐并加滿后，發(fā)酵醪 就成熟。將末罐成熟就成熟。將末罐成熟的發(fā)酵醪送去蒸餾，洗刷末罐并殺菌，用末罐的發(fā)酵醪送去蒸餾，洗刷末罐并殺菌，用末罐變首罐，重新接種發(fā)酵，然后以相反方向重復(fù)變首罐，重新接種發(fā)酵，然后以相反方向重復(fù)以上操作，這樣談首罐變末罐，進(jìn)行循環(huán)連續(xù)以上操作，這樣談首罐變末罐，進(jìn)行循環(huán)連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵。(2)多級連續(xù)發(fā)酵法多級連續(xù)發(fā)酵法 (3)雙流糖化連續(xù)發(fā)酵雙流糖化連續(xù)發(fā)酵4連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)

42、連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn) 提高設(shè)備利用率：提高設(shè)備利用率提高設(shè)備利用率：提高設(shè)備利用率20以上。以上。 提高了淀粉利用率：淀粉出酒率達(dá)到提高了淀粉利用率：淀粉出酒率達(dá)到563，原料，原料(大米大米)出酒率達(dá)到出酒率達(dá)到40.87。 省去了酒母工段省去了酒母工段 便于實(shí)現(xiàn)自動化便于實(shí)現(xiàn)自動化 二、影響酒精發(fā)酵因素的討論二、影響酒精發(fā)酵因素的討論1糖化醪濃度糖化醪濃度 2發(fā)酵醪發(fā)酵醪ph值的控制值的控制 3發(fā)酵溫度發(fā)酵溫度4接種量和發(fā)酵時(shí)間接種量和發(fā)酵時(shí)間5關(guān)于縮短發(fā)酵時(shí)間關(guān)于縮短發(fā)酵時(shí)間三三.酒精發(fā)酵醪成熟酒精發(fā)酵醪成熟四、淀粉出酒率和淀粉利用率四、淀粉出酒率和淀粉利用率由上式可算出由上式可算出100公斤

43、淀粉理論無水酒精量為：公斤淀粉理論無水酒精量為：162 246100 xx=2 46 100 /162=56.78（公斤）（公斤）換算為換算為96%(容量容量)酒精酒精100公斤淀粉理論上可產(chǎn)公斤淀粉理論上可產(chǎn)96%(容量容量)的酒精量為：的酒精量為：56.78/0.9385=60.54(公斤公斤)式中式中0.9385是換算系數(shù)，是每是換算系數(shù)，是每100公斤公斤96(容量容量)酒精中有酒精中有9385公斤純酒精。公斤純酒精。淀粉利用率淀粉利用率%=實(shí)際出酒率實(shí)際出酒率100%/理論出酒率理論出酒率淀粉出酒率淀粉出酒率()=96%（容量）酒精產(chǎn)量（噸）（容量）酒精產(chǎn)量（噸）100%/原料淀粉總

44、含量（噸）原料淀粉總含量（噸）+曲料淀粉總曲料淀粉總含量（噸）含量（噸）原料出酒率（原料出酒率（%）=96%（容量）酒精產(chǎn)量（噸）（容量）酒精產(chǎn)量（噸）100%/耗用原料耗用原料造成糖分損失的因素有如下幾個(gè)方面：造成糖分損失的因素有如下幾個(gè)方面： 粉碎、蒸煮中損失為粉碎、蒸煮中損失為11.5%。 酵母繁殖與維持生命活動耗糖分約酵母繁殖與維持生命活動耗糖分約1.62。 產(chǎn)生了甘油，消耗掉一部分糖分。產(chǎn)生了甘油，消耗掉一部分糖分。 細(xì)菌污染，產(chǎn)生乳酸、醋酸等物質(zhì)消耗糖。細(xì)菌污染，產(chǎn)生乳酸、醋酸等物質(zhì)消耗糖。 酒精揮發(fā)損失。酒精揮發(fā)損失。 蒸煮、糖化不徹底，殘?zhí)俏幢话l(fā)酵造成損失。蒸煮、糖化不徹底，殘

45、糖未被發(fā)酵造成損失。 蒸餾控制不好，從塔頂、塔底跑酒。蒸餾控制不好，從塔頂、塔底跑酒。 其它：如管道、罐體清洗，原料保管運(yùn)輸造其它：如管道、罐體清洗，原料保管運(yùn)輸造成的損失。成的損失。五、酒精發(fā)酵新技術(shù)五、酒精發(fā)酵新技術(shù) 1、高效酒精發(fā)酵、高效酒精發(fā)酵 2、酵母回用發(fā)酵系統(tǒng)、酵母回用發(fā)酵系統(tǒng) 3、塔式發(fā)酵系統(tǒng)、塔式發(fā)酵系統(tǒng) 4、透析膜發(fā)酵系統(tǒng)、透析膜發(fā)酵系統(tǒng) 5、固定化酵母發(fā)酵系統(tǒng)、固定化酵母發(fā)酵系統(tǒng) 6、萃取發(fā)酵系統(tǒng)、萃取發(fā)酵系統(tǒng) 7、真空發(fā)酵工藝、真空發(fā)酵工藝 8、中空纖維膜發(fā)酵系統(tǒng)、中空纖維膜發(fā)酵系統(tǒng) 9、細(xì)菌發(fā)酵、細(xì)菌發(fā)酵 10、固體發(fā)酵、固體發(fā)酵第七節(jié)第七節(jié) 發(fā)酵成熟醪的粗餾與精餾發(fā)

46、酵成熟醪的粗餾與精餾一、發(fā)酵成熟醪的化學(xué)組成與雜質(zhì)分類一、發(fā)酵成熟醪的化學(xué)組成與雜質(zhì)分類1、水：、水：8290%2、酒精及揮發(fā)性雜質(zhì)：、酒精及揮發(fā)性雜質(zhì)：610%(v/v)甲醇、雜醇油、甘油、琥珀酸、乳酸、脂甲醇、雜醇油、甘油、琥珀酸、乳酸、脂 肪酸、肪酸、揮發(fā)性雜質(zhì)已超過揮發(fā)性雜質(zhì)已超過50多種，歸納為四大類：醇多種，歸納為四大類：醇類、醛類、酯類和酸類。類、醛類、酯類和酸類。3、干物質(zhì)：不發(fā)酵性糖、植物體中的皮殼、纖、干物質(zhì)：不發(fā)酵性糖、植物體中的皮殼、纖維、無機(jī)鹽類、酵母等，為維、無機(jī)鹽類、酵母等，為3-7。二、酒精蒸餾的基本原理二、酒精蒸餾的基本原理雜質(zhì)分雜質(zhì)分：即頭級雜質(zhì)、中間雜質(zhì)和

47、尾級雜質(zhì)：即頭級雜質(zhì)、中間雜質(zhì)和尾級雜質(zhì) 揮發(fā)系數(shù)揮發(fā)系數(shù)：以酒精為例，用：以酒精為例，用a%表示酒精表示酒精-水溶液中的水溶液中的酒精含量，與這沸騰溶液平衡的蒸汽中酒精含量以酒精含量，與這沸騰溶液平衡的蒸汽中酒精含量以a表示。則表示。則a/aka就是酒精的揮發(fā)系數(shù)。就是酒精的揮發(fā)系數(shù)。對于雜質(zhì)來說也是一樣的，可用對于雜質(zhì)來說也是一樣的，可用表示蒸汽中某雜質(zhì)的表示蒸汽中某雜質(zhì)的含量，以含量，以表示它在液相中的含量，則其揮發(fā)系數(shù)為表示它在液相中的含量，則其揮發(fā)系數(shù)為kn/。k一定范圍小于一定范圍小于1k始終大于始終大于1 一切雜質(zhì)一切雜質(zhì)(包括乙醇在內(nèi)包括乙醇在內(nèi))的揮發(fā)系數(shù)隨著乙醇濃度的揮發(fā)系

48、數(shù)隨著乙醇濃度的增加而減少。的增加而減少。 當(dāng)乙醇濃度低于當(dāng)乙醇濃度低于55%(容量容量)時(shí)，一切雜質(zhì)的揮發(fā)系時(shí)，一切雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)數(shù)k都大于都大于1。 有些雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)始終大于有些雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)始終大于1，有些則在酒精濃，有些則在酒精濃度高時(shí)，度高時(shí)，k雜由大于雜由大于l變成小于變成小于l。 某種雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)某種雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)k大于大于1，便集中在塔頂部。如，便集中在塔頂部。如果果 某種雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)某種雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)k小于小于1，則情況相反，它向，則情況相反，它向塔下行方向移動，愈往下濃度愈大，便集中在塔底部。塔下行方向移動，愈往下濃度愈大，便集中在塔底部。 如果某種雜質(zhì)在酒精濃度低時(shí)

49、如果某種雜質(zhì)在酒精濃度低時(shí)knl，隨著酒精濃，隨著酒精濃度的增加，度的增加，k逐漸減小，在某一酒精濃度其逐漸減小，在某一酒精濃度其kn1，以后又變得小于以后又變得小于1，這種雜質(zhì)的運(yùn)動方向在酒精濃度，這種雜質(zhì)的運(yùn)動方向在酒精濃度低時(shí)是向上移動，在酒精濃度高時(shí)向下移動，最后它低時(shí)是向上移動，在酒精濃度高時(shí)向下移動，最后它便在塔中部的便在塔中部的kn=1處集聚。處集聚。 頭級雜質(zhì)和尾級雜質(zhì)較易分離，難除的是中頭級雜質(zhì)和尾級雜質(zhì)較易分離，難除的是中級雜質(zhì)，如異丁酸乙酯，當(dāng)酒精濃度高時(shí)它的級雜質(zhì)，如異丁酸乙酯，當(dāng)酒精濃度高時(shí)它的揮發(fā)系數(shù)接近于揮發(fā)系數(shù)接近于1。因此這類雜質(zhì)便均勻地分。因此這類雜質(zhì)便均勻

50、地分布于蒸汽及液體之中；當(dāng)要求酒精質(zhì)量很高時(shí)，布于蒸汽及液體之中；當(dāng)要求酒精質(zhì)量很高時(shí)，只有在塔頂?shù)渭訅A液，借助化學(xué)方法精制。只有在塔頂?shù)渭訅A液，借助化學(xué)方法精制。將雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)將雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)kn和酒精的揮發(fā)系數(shù)和酒精的揮發(fā)系數(shù)ka相比較，相比較，這就是精餾系數(shù)這就是精餾系數(shù)k。kkn/ka。 k1，表示雜質(zhì)較酒精更易揮發(fā)，表示雜質(zhì)較酒精更易揮發(fā)， 它們將在氣它們將在氣相中集聚。相中集聚。 k1，表示雜質(zhì)和乙醇的揮發(fā)性能在該條件下，表示雜質(zhì)和乙醇的揮發(fā)性能在該條件下相等，分離它較為困難。相等，分離它較為困難。 k1，表示雜質(zhì)比乙醇難揮發(fā)，雜質(zhì)在液體中，表示雜質(zhì)比乙醇難揮發(fā)，雜質(zhì)在液體中積聚

51、，并隨回流液流至塔下部。積聚，并隨回流液流至塔下部。(二二) 從粗酒精中分離酯醛雜質(zhì)的基本理論從粗酒精中分離酯醛雜質(zhì)的基本理論 塔頂層液相中所積聚塔頂層液相中所積聚的頭級雜質(zhì)比的頭級雜質(zhì)比頂層以下頂層以下的的4-6層層所積聚的要多。所積聚的要多。正因?yàn)槿绱?，生產(chǎn)中在正因?yàn)槿绱?，生產(chǎn)中在第第4-6層塔板上引出液體，層塔板上引出液體，經(jīng)過冷卻作為成品。用經(jīng)過冷卻作為成品。用這種方法取的成品質(zhì)量這種方法取的成品質(zhì)量較高，在兩塔式流程中較高，在兩塔式流程中可得到醫(yī)藥酒精，在三可得到醫(yī)藥酒精，在三塔式流程中可得到精餾塔式流程中可得到精餾酒精。酒精。 (三三)從粗酒精中分離雜酵油的理論基礎(chǔ)從粗酒精中分離雜

52、酵油的理論基礎(chǔ)取油取油雜醇油集中分布在幾塊塔板上，一般液相雜醇油集中分布在幾塊塔板上，一般液相提取雜醇油的位置是在塔進(jìn)料層以上的第提取雜醇油的位置是在塔進(jìn)料層以上的第2、4、6層塔板上，溫度為層塔板上，溫度為86-93，灑精，灑精濃度濃度55-60%(容量容量)之處。倘若從汽相中提之處。倘若從汽相中提取雜醇油則應(yīng)該在進(jìn)料層以下幾層塔板上，取雜醇油則應(yīng)該在進(jìn)料層以下幾層塔板上，在進(jìn)料層以下的第在進(jìn)料層以下的第2、4、6層塔板上，酒層塔板上，酒精濃度為精濃度為42(容量容量)附近。附近。 (四四)從粗酒精從粗酒精中分離甲醇的中分離甲醇的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 甲醇的揮發(fā)系數(shù)和精餾系數(shù)甲醇的揮發(fā)系數(shù)和精餾

53、系數(shù)甲醇對酒精的質(zhì)量影響很大，要除去甲醇甲醇對酒精的質(zhì)量影響很大，要除去甲醇的簡單方法是利用它在高濃度酒精時(shí)精餾的簡單方法是利用它在高濃度酒精時(shí)精餾系數(shù)較大的特點(diǎn)，提高第二冷凝器溫度，系數(shù)較大的特點(diǎn)，提高第二冷凝器溫度，在第三冷凝器多取工業(yè)酒精。這樣一部分在第三冷凝器多取工業(yè)酒精。這樣一部分甲醇隨排醛管排至大氣，還有部分進(jìn)入工甲醇隨排醛管排至大氣，還有部分進(jìn)入工業(yè)酒精中。若對酒精質(zhì)量要求很高，可在業(yè)酒精中。若對酒精質(zhì)量要求很高，可在精餾塔后加一后餾塔除去甲醇。精餾塔后加一后餾塔除去甲醇。三、酒精蒸餾的工藝流程三、酒精蒸餾的工藝流程 (一一)兩塔蒸餾兩塔蒸餾1、氣相進(jìn)塔的兩塔流程、氣相進(jìn)塔的兩塔

54、流程 工作過程工作過程：成熟醪進(jìn)入：成熟醪進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱器3，與精餾塔來的酒，與精餾塔來的酒精蒸汽進(jìn)行熱交換，醪被加熱至精蒸汽進(jìn)行熱交換，醪被加熱至40左右左右，由醪塔頂，由醪塔頂部進(jìn)入部進(jìn)入醪塔醪塔1，而醪塔底部用，而醪塔底部用直接蒸汽直接蒸汽加熱，使加熱，使塔底塔底溫度為溫度為l05108，塔頂塔頂9295，塔頂約，塔頂約50(容量容量)的酒精蒸汽直接進(jìn)入的酒精蒸汽直接進(jìn)入精餾塔精餾塔2，酒糟由塔底部排糟器，酒糟由塔底部排糟器自動排出。自動排出。精餾塔精餾塔底用直接蒸汽加熱，塔底溫度為底用直接蒸汽加熱，塔底溫度為105107，塔中部溫度為塔中部溫度為92左右，醪塔來的粗酒精經(jīng)提濃精餾左右，

55、醪塔來的粗酒精經(jīng)提濃精餾后，后，酒精蒸汽酒精蒸汽由塔頂進(jìn)入由塔頂進(jìn)入醪液預(yù)熱器醪液預(yù)熱器3，未冷凝下的，未冷凝下的酒汽再進(jìn)入酒汽再進(jìn)入第一、第二冷凝器第一、第二冷凝器4、5，冷凝液全部回流，冷凝液全部回流入塔，部分還未冷凝的氣體則入塔，部分還未冷凝的氣體則進(jìn)入第三冷凝器進(jìn)入第三冷凝器6，該，該冷凝液含雜質(zhì)較多，不再回流入塔，作為工業(yè)酒精。冷凝液含雜質(zhì)較多，不再回流入塔，作為工業(yè)酒精。沒冷凝沒冷凝co2氣體和低沸點(diǎn)雜質(zhì)，由排醛管排至大氣中。氣體和低沸點(diǎn)雜質(zhì)，由排醛管排至大氣中。 取油及取產(chǎn)品取油及取產(chǎn)品：浮閥式精餾塔板采用浮閥式精餾塔板采用4042層。精層。精餾塔的進(jìn)料層為第餾塔的進(jìn)料層為第14

56、18層塔板層塔板(自下向上數(shù)自下向上數(shù)) 。取產(chǎn)品方法：取產(chǎn)品方法：從塔頂從塔頂46塊塔板上液相取出。塊塔板上液相取出。從精餾塔提雜醇油的方法：從精餾塔提雜醇油的方法：一是液相提取一是液相提?。杭丛谶M(jìn)料層之上：即在進(jìn)料層之上24層塔板，溫度為層塔板，溫度為8592的區(qū)域中提取。的區(qū)域中提取。二是氣相取油二是氣相取油：它在進(jìn)料層以下：它在進(jìn)料層以下24層塔板上提取，層塔板上提取，氣相取油，酒精質(zhì)量較高，為我國南方工廠所采用，氣相取油，酒精質(zhì)量較高，為我國南方工廠所采用，在北方則習(xí)慣液相取油。在北方則習(xí)慣液相取油。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：氣相進(jìn)塔的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省加熱蒸汽、冷卻水。氣相進(jìn)塔的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省加熱蒸汽、冷

57、卻水。但成熟醪含雜質(zhì)較多時(shí)成品質(zhì)量難保證。由于兩塔直但成熟醪含雜質(zhì)較多時(shí)成品質(zhì)量難保證。由于兩塔直接相通，相互影響較大，要求操作技術(shù)也較高。適合接相通，相互影響較大，要求操作技術(shù)也較高。適合淀粉質(zhì)原料。淀粉質(zhì)原料。2液相進(jìn)塔的兩塔流程液相進(jìn)塔的兩塔流程 工藝過程：工藝過程：成熟醪經(jīng)預(yù)熱器之后進(jìn)入組餾塔，成熟醪經(jīng)預(yù)熱器之后進(jìn)入組餾塔，在塔內(nèi)被加熱，酒精蒸發(fā)，在冷凝器冷凝成液在塔內(nèi)被加熱，酒精蒸發(fā)，在冷凝器冷凝成液體后，或直接流入精溜塔或回流到粗餾塔再由體后，或直接流入精溜塔或回流到粗餾塔再由粗餾塔頂層塔板液相取料至精餾塔。粗餾塔頂層塔板液相取料至精餾塔。液相進(jìn)塔時(shí)，進(jìn)料塔板上汽液兩相平衡，濃度液

58、相進(jìn)塔時(shí)，進(jìn)料塔板上汽液兩相平衡，濃度較氣相進(jìn)料時(shí)高，因此液相進(jìn)塔時(shí)的進(jìn)料位置較氣相進(jìn)料時(shí)高，因此液相進(jìn)塔時(shí)的進(jìn)料位置要比氣相進(jìn)料時(shí)高要比氣相進(jìn)料時(shí)高23層，否則塔底容易跑酒。層，否則塔底容易跑酒。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：多一次排醛機(jī)會，成品質(zhì)量較高，但多一次排醛機(jī)會，成品質(zhì)量較高，但蒸汽耗量大，適合糖蜜原料。蒸汽耗量大，適合糖蜜原料。四、蒸餾操作的控制四、蒸餾操作的控制操作上要求達(dá)到操作上要求達(dá)到“三穩(wěn)三穩(wěn)”：塔底壓力穩(wěn)，控制點(diǎn)溫度：塔底壓力穩(wěn)，控制點(diǎn)溫度穩(wěn)，出酒量穩(wěn)，才能達(dá)到產(chǎn)、質(zhì)量的穩(wěn)定。穩(wěn)，出酒量穩(wěn)，才能達(dá)到產(chǎn)、質(zhì)量的穩(wěn)定。連續(xù)蒸餾操作的一般標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)蒸餾操作的一般標(biāo)準(zhǔn)：1.兩塔流程，生產(chǎn)醫(yī)藥酒

59、精。兩塔流程，生產(chǎn)醫(yī)藥酒精。(1) 醪塔醪塔 蒸餾釜溫度為蒸餾釜溫度為105103，蒸餾釜壓力為，蒸餾釜壓力為0.1960.245萬帕斯卡（表壓）；進(jìn)入精溜塔的酒精蒸萬帕斯卡（表壓）；進(jìn)入精溜塔的酒精蒸汽溫度為汽溫度為9395(醪塔頂溫度醪塔頂溫度)。(2) 精餾塔精餾塔 塔釜溫度為塔釜溫度為102104；塔釜壓力為；塔釜壓力為0.1370.157萬帕期卡萬帕期卡(表壓表壓)；塔中部；塔中部(取雜醇油區(qū)取雜醇油區(qū))溫溫度為度為8693，比控制塔頂溫度靈敏。進(jìn)入分凝器前，比控制塔頂溫度靈敏。進(jìn)入分凝器前塔頂酒精蒸汽之溫度塔頂酒精蒸汽之溫度7879。第二冷凝器流至第三。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒

60、溫為冷凝器的酒溫為3540，這是保證成品質(zhì)量的重要，這是保證成品質(zhì)量的重要措施之一。措施之一。2三塔流程，生產(chǎn)精餾酒精。三塔流程，生產(chǎn)精餾酒精。(1)醪塔醪塔：同兩塔流程。：同兩塔流程。(2)排醛塔排醛塔：塔底溫度為：塔底溫度為8486，由脫醛酒的濃度決，由脫醛酒的濃度決定；塔底壓力為定；塔底壓力為0.098萬帕斯卡萬帕斯卡(表壓表壓)；塔頂溫度為；塔頂溫度為78.579；第二冷凝器酒溫為；第二冷凝器酒溫為40；脫醛酒濃度為；脫醛酒濃度為3638(容量容量)；酯醛酒濃度為；酯醛酒濃度為95.596%(容量容量)；酯；酯醛酒的提取量為醛酒的提取量為1.2-3%(對成品對成品)。(3)精餾塔精餾塔