第四章酒精發(fā)酵

1、第四章第四章 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵 第四章第四章 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵一、酒精發(fā)酵原料 二、與酒清發(fā)酵有關(guān)的微生物三、酒精發(fā)酵生化機(jī)制四、酒精發(fā)酵工藝 五、酒精蒸餾與精餾 一、酒精發(fā)酵原料(一)淀粉質(zhì)原料 淀粉質(zhì)原料是生產(chǎn)酒精的主要原料。我國發(fā)酵酒精的80%是用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)的，其中以甘薯干等薯類為原料的約占45%，玉米等谷物為原料的約占35%。1.薯類原料 薯類原料包括甘薯、木薯和馬鈴薯等 (一)淀粉質(zhì)原料 淀粉質(zhì)原料是生產(chǎn)酒精的主要原料。我國發(fā)酵酒精的80%是用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)的，其中以甘薯干等薯類為原料的約占45%，玉米等谷物為原料的約占35%。 1.薯類原料 薯類原料包括甘薯、木薯和馬鈴薯等 1

2、.薯類原料 甘薯北方俗稱紅薯、地瓜，南方稱為山芋，蕃薯。新鮮甘薯可能直接作酒精生產(chǎn)原料，但一般將鮮甘薯制成薯干，這樣便于保存并能供工廠全年使用。甘薯中固形物的主要成分是淀粉，還含有少量的糖類和蛋白質(zhì)。甘薯干及鮮甘薯是一種良好的酒精生產(chǎn)原料，為我國大多數(shù)工廠所采用，是我國生產(chǎn)酒精的主要薯類原料。 2.谷物原料(糧食原料)谷物原料包括玉米、小麥、高梁、大米等。 谷物原料也是很好的酒精生產(chǎn)原料。國際上最常用的谷物原料是玉米和小麥。我國由于人多地少，糧食珍貴，以往除玉米外，其他糧食一般較少用于生產(chǎn)酒精，只有當(dāng)其他原料不足，或谷物受潮發(fā)熱霉變的情況下才用谷物原料。隨著我國糧食生產(chǎn)的發(fā)展，用于酒精生產(chǎn)的谷

3、物數(shù)量會(huì)增加。(二)糖質(zhì)原料 常用的糖質(zhì)原料有糖蜜、甘蔗、甜菜和甜高梁等。 糖蜜又稱廢糖蜜，它是干蔗或甜菜糖廠制糖過程中形成的一種副產(chǎn)物，分別稱為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜，其產(chǎn)量分別為加工甘蔗和甜菜間的30%左右和3.5%5%。糖蜜含糖量較高，一級(jí)甘蔗糖蜜含糖分50%以上，甜菜糖蜜含糖量50%左右，所含主要成分為蔗糖。(二)糖質(zhì)原料甘蔗是一種良好的制糖原料。20世紀(jì)70年代起，國外開始直接利用甘蔗生產(chǎn)酒精，即利用甘蔗壓榨或萃取后的蔗汁進(jìn)行酒精發(fā)酵。甘蔗法中可發(fā)酵固形物包括蔗糖、淀粉及其他碳水化合物。甜菜和甘蔗一樣是主要的制糖原料。國外(如前蘇聯(lián)和東歐諸國)有用過剩的甜菜或受凍、變質(zhì)的甜菜生產(chǎn)酒精。甜

4、菜所含主要糖分是蔗糖。此外還含少量其他碳水合物和果膠質(zhì)。(二)糖質(zhì)原料甜高粱是一種高稈作物，起源于美國。其稈中含糖分10%12%，所結(jié)的高粱米富含淀粉，均可用于發(fā)酵酒精，是具有潛在發(fā)展前途的糖質(zhì)原料。糖質(zhì)原料生產(chǎn)酒精工序簡單，成本比較低，是酒精發(fā)酵的理想原料，只是制糖和其他發(fā)酵工業(yè)也都需要糖質(zhì)原料，能用到酒精生產(chǎn)上的不太多，特別是我國糖質(zhì)原料用于酒精生產(chǎn)較為有限。(三)纖維質(zhì)原料 纖維類物質(zhì)是自然界中的可再生資源。其含量十分豐富。天然纖維原料由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三大成分組成，它們均較難被降解，長期以來人們都在研究如何利用纖維質(zhì)原料來生產(chǎn)酒精及其他化工產(chǎn)品。近年來，纖維素和半纖維素生產(chǎn)酒精

5、的研究有了突破性的進(jìn)展，纖維素和半纖維已成為很有潛力的酒精生產(chǎn)原料。(三)纖維質(zhì)原料可用于酒精生產(chǎn)的纖維質(zhì)原料包括農(nóng)作物纖維質(zhì)下腳料(稻草、麥草、玉米稈、玉米芯、花生殼、稻殼、棉籽殼等)，森林和木材加工工業(yè)的下腳料(樹枝、木屑等)，工廠纖維素和半纖維素下腳料(甘蔗渣、廢甜菜絲、廢紙漿等)及城市廢纖維垃圾等四類。用纖維質(zhì)原料發(fā)酵酒精目前尚不盛行。(四)其他原料 主要指亞硫酸鹽紙漿廢液、甘薯和馬鈴薯淀粉渣、各種野生植物和乳清等。用這些原料生產(chǎn)酒精目前還不多見。 二、與酒清發(fā)酵有關(guān)的微生物 (一)糖化菌用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時(shí)，在進(jìn)行乙醇發(fā)酵之前，一定要先將淀粉全部或部分轉(zhuǎn)化成葡萄糖等可發(fā)酵性糖，這種

6、淀粉轉(zhuǎn)化為糖的過程稱為糖化，所用催化劑稱為糖化劑。糖化劑可以是由微生物制成的糖化曲(包括固體曲和液體曲)，也可以是商品酶制劑。無機(jī)酸也可以起糖化劑作用，但酒精生產(chǎn)中一般不采用酸糖化 (一)糖化菌 能產(chǎn)生淀粉酶類水解淀粉的微生物種類很多，但它們不是都能作為糖化菌用于生產(chǎn)糖化曲，在實(shí)際生產(chǎn)中主要用的是曲霉和根霉。歷史上曾用過的曲霉包括黑曲霉、白曲霉、黃曲霉、米曲霉等，黑曲霉群中以宇佐美氏曲霉(Aspergillus usamii)、泡盛曲霉(Asp.awamori)和甘薯曲霉(Asp.batatae)應(yīng)用最廣。白曲霉以河內(nèi)白曲霉、輕研二號(hào)最為著名。酒精和白酒生產(chǎn)中，不斷更新菌種，是改進(jìn)生產(chǎn)、提高淀

7、粉利用率的有效途徑之一。我國的糖化菌種經(jīng)歷了從米曲霉到黃曲霉，進(jìn)而發(fā)展到用黑曲霉的過程 (一)糖化菌 我國20世紀(jì)70年代選育出黑曲霉新菌株As.3.4309(UV-11)，該菌株性能優(yōu)良，目前的過程。我國很多酒精廠和酶制劑廠都以該菌種生產(chǎn)麩曲、液體曲以及糖化酶等，新的糖化菌株也都是As.3.4309的變異菌株。根霉和毛霉也是常用的糖化菌。著名的阿米諾法，即是以根霉作糖化菌的酒精生產(chǎn)方法。著名的根霉菌有東京根霉(又叫河內(nèi)根霉)(R.tonkinensis)、魯氏毛霉(M.rouxii)和爪哇根霉(R.javanicus)等。(二)酒精發(fā)酵微生物 許多微生物都能利用已糖化進(jìn)行酒精發(fā)酵，但在實(shí)際生

8、產(chǎn)中用于酒精發(fā)酵的幾乎全是酒精酵母，俗稱酒母。利用淀粉質(zhì)原料的酒母在分類上叫啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，是屬于子囊菌亞門酵母屬的一種單細(xì)胞微生物。該種酵母菌繁殖速度快，發(fā)酵能力即產(chǎn)酒精能力強(qiáng)，并具有較強(qiáng)的耐酒精能力。常用的酵母的菌株有南陽酵母(1300及1308)、拉斯2號(hào)酵母(Rasse )、拉斯12號(hào)酵母(Rasse )、K字酵母、M酵母(Hefe M)、日本發(fā)研1號(hào)、卡爾斯伯酵母等。利用糖質(zhì)原料的酒母除啤酒酵母外，還有粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)和克魯維酵母(Kluyveromyces.sp)等 (二)酒精發(fā)酵微生物

9、除上述酵母菌外，一些細(xì)菌如森奈假單胞菌(Ps.Lindneri)和嗜糖假單胞菌(Ps.saccharophila)，可以利用葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)乙醇?？偁蠲股顚优囵B(yǎng)時(shí)也要產(chǎn)生乙醇。利用細(xì)菌發(fā)酵酒精早在80年代初就引起了注意，但此方法還未達(dá)到工業(yè)化，其中有許多問題有待研究。三、酒精發(fā)酵生化機(jī)制 不同生產(chǎn)原料，酒精發(fā)酵生化過程不同。對(duì)糖質(zhì)原料，可直接利用酵母將糖轉(zhuǎn)化成乙醇。對(duì)于淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料，首先要進(jìn)行淀粉和纖維質(zhì)的水解（糖化），再由酒精發(fā)酵菌將糖發(fā)酵成乙醇。1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解 淀粉持原料的水解 淀粉分子 淀粉是多糖中最易分解的一種，由許多葡萄糖基團(tuán)聚合而成。天然淀粉具有直鏈淀粉和

10、支鏈淀粉兩種結(jié)構(gòu)，它們?cè)谛再|(zhì)和結(jié)構(gòu)上有差異。直鏈淀粉是-D葡萄糖通過1，4糖苷鍵連接而成的聚合物。一般認(rèn)為，直鏈淀粉的聚合度在2001000范圍內(nèi)，分子量32400162000，近來發(fā)現(xiàn)聚合度更高的直鏈淀粉。天然直鏈淀粉分子卷曲成螺旋形，螺旋的每一圈含有6個(gè)葡萄糖殘基。直鏈淀粉水溶解于7080的溫水,遇碘呈深藍(lán)色。在大多數(shù)植物淀粉中，直鏈淀粉含量為2029、25和24。1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解 支鏈淀粉是D葡萄糖通過1，4糖苷鍵及1，6糖苷鍵（在分支點(diǎn)上）連接而成的聚合物。其分子較直接淀粉的大，分子量可達(dá)107，分支點(diǎn)之間平均有58個(gè)葡萄糖苷鍵。支鏈淀粉各個(gè)

11、分支卷曲成螺旋狀，整個(gè)分子近似球形。支鏈淀粉不溶解于溫水,遇碘呈藍(lán)紫。1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解淀粉的糊化、液化 淀粉在水中經(jīng)加熱會(huì)吸收一部分水而發(fā)生溶脹。如果繼續(xù)加熱至一定溫度（一般6080）,淀粉粒即發(fā)生破裂,造成黏度迅速增大,體積也隨之迅速變大,這種現(xiàn)象稱為淀粉的糊化,經(jīng)糊化的淀粉稱為-淀粉.1. 淀粉質(zhì)和纖維質(zhì)原料的水解 不同種類淀粉糊化溫度有所不同,苷薯、馬鈴薯、玉米和小麥淀粉的糊化溫度分別為7076、5967、6472和6568。發(fā)生糊化現(xiàn)象稱為淀粉的溶解，或稱為液化。馬鈴薯、小麥和玉米支鏈淀粉完全液化的溫度為132、7080、136141和146

12、151。淀粉水解淀粉水解又稱糖化，通過添加酶制劑或糖化曲來完成。糖化曲中含有的并起作用的淀粉酶類包括-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和異淀粉酶（脫支酶）。 -淀粉酶能從分子內(nèi)部切開-1，4糖苷鍵，但不能水解-1，6糖苷鍵及靠近-1，6糖苷鍵的幾個(gè)-1，4糖苷鍵。當(dāng)-淀粉酶作用于淀粉糊時(shí)，能使其黏度迅速下降，故又稱液化酶。直鏈淀粉經(jīng)該酶水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖和麥芽糖，支鏈淀粉的水解產(chǎn)物除葡萄糖、麥芽糖外，還有具有-1，6鍵的極限糊精和含有4個(gè)或更多葡萄糖殘基的帶鍵的低聚糖。 淀粉水解-葡萄糖淀粉酶能從淀粉的非還原末端逐個(gè)切下麥芽糖單位，但不能水解-1，6糖苷鍵，也不能越過-1，6糖苷鍵水解-1，

13、4糖苷鍵，所以該酶水解支鏈淀粉時(shí)留下分子量較大的極限糊精。葡萄糖淀粉酶能從淀粉的非還原末端逐個(gè)切下葡萄糖，它既能水解-1，6糖苷鍵，又能水解-1，4糖苷鍵。由于形成的產(chǎn)物幾乎都是葡萄糖，因此該酶又稱為糖化酶。淀粉水解異淀粉酶專一水解-1，6糖苷鍵，因此能切開支鏈淀粉的分支。總之，淀粉在以上幾類酶的共同作用下被徹底水解成葡萄糖和麥芽糖。麥芽糖可在麥芽糖酶的作用下進(jìn)一步生成葡萄糖。 另外，在糖化曲中除含有淀粉酶類外，還含有一些蛋白酶等，后者在糖化過程中能將蛋白質(zhì)水解成胨、多肽和氨基酸等。2.纖維質(zhì)原料的水解 纖維素、半纖維素和木質(zhì)素 纖維素是由葡萄糖通過-1，4糖苷鍵連接而成的聚合物，是一種結(jié)構(gòu)上

14、無分枝、分子量很大、性質(zhì)穩(wěn)定的多糖。其分子量可達(dá)幾十萬，甚至幾百萬。纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分，稻麥秸稈、木材、玉米芯的纖維素含量分別為4050、4050、53。在植物細(xì)胞壁中，纖維素總是和半纖維素、木質(zhì)素等伴生在一起。2.纖維質(zhì)原料的水解 半纖維素是一大類結(jié)構(gòu)不同的多聚糖的統(tǒng)稱。構(gòu)成半纖維素的成分有D-葡萄糖、D-甘露糖和D-半乳糖等己糖，及D-木糖、L-阿拉伯糖等戊糖以及糖醛酸等。常見的半纖維素分子有：D-木聚糖、L-阿拉伯聚糖-D-木聚糖、L-阿拉伯聚糖-D-半乳聚糖、L阿拉伯聚糖-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖、D-半乳聚糖-D-葡聚糖-D-甘露聚糖等。這些多聚糖的聚合度(DP)為6

15、0200，直鏈或分枝。半纖維素與纖維素不同，它很容易水解，但由于它們總是交雜在一起，只有當(dāng)纖維素也被水解時(shí)，才可能全部被水解。 2.纖維質(zhì)原料的水解本質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過碳-碳鍵連接而成的具有三維空間結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。在用酸對(duì)纖維進(jìn)行分級(jí)水解時(shí)，最后剩下的2030的非溶性殘余物即為木質(zhì)素，其性質(zhì)極為穩(wěn)定。木質(zhì)素在纖維素周圍形成保護(hù)層，使后者的水解變得很困難。2.纖維質(zhì)原料的水解纖維素的水解 根據(jù)采用的方法不同可將纖維素的水解法分成三種，即稀酸水解法、濃酸水解法和酶水解法。纖維素酸水解所用的酸為硫酸、鹽酸和氫氟酸等強(qiáng)酸。水解反應(yīng)式為：(C6H1005)n十nH20nC6H12062.纖

16、維質(zhì)原料的水解 無機(jī)強(qiáng)酸催化纖維素分解的機(jī)理是：酸在水中解離產(chǎn)生H+，H+與水構(gòu)成不穩(wěn)定的水合氫離子H3O+，當(dāng)H3O+與纖維素鏈上的-1，4糖苷鍵接觸時(shí)，H30+將1個(gè)氫離子交給該糖苷鍵上的氧，使它變成不穩(wěn)定的四價(jià)氧。當(dāng)氧鍵斷裂時(shí)，與水反應(yīng)生成兩個(gè)羥基，并重新放出H+。 H+可再次參與催化水解反應(yīng)。溶液中H+濃度越高，水解速度越快 2.纖維質(zhì)原料的水解 酶水解采用的酶是纖維素酶，它是一種復(fù)合酶類，故又稱纖維素酶復(fù)合物。已知纖維素酶復(fù)合物由C1和Cx組成。天然纖維素的分解過程是：纖維素先被Cl酶降解為較低分子化合物，同時(shí)具有水合性，其次由所謂Cx的幾種酶作用形成纖維二糖。纖維二糖再由纖維二糖酶

17、(-葡萄糖苷酶)水解成葡萄糖。由于纖維素的性能穩(wěn)定,無論用酸水解還是用酶水解，都存在水解速度慢,糖得率低的問題，這是影響纖維素科學(xué)利用的難題之一.(二)酵母菌的乙醇發(fā)酵 酵母菌在厭氧條件下可發(fā)酵己糖形成乙醇，其生化過程主要由兩個(gè)階段組成。第一階段己糖通過糖酵解途徑(EMP途徑)分解成丙酮酸。第二階段丙酮酸由脫羧酶催化生成乙醛和二氧化碳，乙醛進(jìn)一步被還原成乙醇，整個(gè)過程由圖5-3所示。葡萄糖發(fā)酵成乙醇的總反應(yīng)式為： C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 (二)酵母菌的乙醇發(fā)酵(二)酵母菌的乙醇發(fā)酵發(fā)酵過程中除主要生成乙醇外，還生成少量的其他副產(chǎn)物，包括甘油、有機(jī)酸（主要是琥珀酸）、雜醇油

18、（高級(jí)醇）、醛類、酯類等，理論上1mol葡萄糖可產(chǎn)生2mol乙醇；即180克葡萄糖產(chǎn)生92克乙醇，的率為51.5%，可是實(shí)際得率沒有這么高。因酵母菌體的積累約需2% 的葡萄糖，另外2%的葡萄糖用于形成甘油，0.5%用于形成有機(jī)酸，0.2%用于形成雜醇油。因此實(shí)際上只有約47的葡萄糖轉(zhuǎn)化成乙醇。乙醇發(fā)酵中大部分能量仍儲(chǔ)存于乙醇之中，所釋放的226kJ自由能中除67kJ(29)用于形成ATP外，其余能量以熱的形式散發(fā) 四、酒精發(fā)酵工藝 酒清發(fā)酵由于所用原料不同，采用的工藝也不相同。下面扼要介紹淀粉質(zhì)原料、糖質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝過程。(一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝 淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精分為原料預(yù)處理、原料

19、蒸煮、糖化劑制備、糖化、酒母制備、乙醇發(fā)酵和蒸餾等工藝，工藝流程如下圖.(一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝1.原料預(yù)處理2.蒸料 3.糖化曲制備 4.糖化 5.酒母制備 6.乙醇發(fā)酵 (一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝1.原料預(yù)處理(1)原料的除雜 原料詐先要通過振蕩篩、吸鐵器等將其中的混雜的小鐵釘、泥塊、雜草、 石塊等雜質(zhì)除去。 (一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝2)原料的粉碎 粉碎的目的主要是增加原料受熱面積,有利于淀粉顆粒的吸水膨脹,糊化,縮短后續(xù)熱處理時(shí)間,提高熱處理效率.另外,粉末原料加水混合后容易流動(dòng)輸運(yùn).原料粉碎的方法要分為干粉碎和濕粉碎兩種.目前國內(nèi)大多采用于粉碎法，設(shè)備大多采用錘式粉碎機(jī),采用

20、粗碎和細(xì)碎兩級(jí)粉碎工藝，經(jīng)細(xì)粉碎后顆粒一般小于2.0mm。濕粉碎時(shí),將蒸煮所需水量和原料一起加入粉碎機(jī)中,原料粉末不飛揚(yáng),省去除塵通風(fēng)設(shè)備,但粉碎后的粉料不能儲(chǔ)存,宜立即用于生產(chǎn)。2.蒸料 淀粉質(zhì)原料吸水后在高溫高壓下蒸煮，可以破壞植物組織和細(xì)胞，使淀粉徹底糊化、液化，使蒸煮物料成為均一的糊化醪，為進(jìn)一步的淀粉轉(zhuǎn)化為糖創(chuàng)造良好的條件；其次蒸料還有滅菌的作用。2.蒸料 蒸煮工藝看，20世紀(jì)50年代前期我國酒精廠大多采用整粒原料間歇蒸煮工藝。為了提高蒸煮醪質(zhì)量和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，目前我國各酒精廠廣泛采用連續(xù)蒸煮的工藝，方法有多種，常用有罐式(鍋式)連續(xù)蒸煮、管道式連續(xù)蒸煮、塔式(柱式)連續(xù)蒸煮等三種方

21、法。罐式連續(xù)蒸煮工藝流程簡圖如圖5-6所示， 2.蒸料2.蒸料采用工藝條件見表5-1蒸料需要消耗蒸汽這一能源，根據(jù)國內(nèi)的情況，蒸煮工段所消耗的蒸汽占整個(gè)生產(chǎn)過程蒸汽消耗的25%30%。為了節(jié)約能源，人們正在探索其他工藝，如無蒸煮的生淀粉(生料)發(fā)酵工藝、低溫(100以內(nèi))蒸煮工藝膨化工藝和超細(xì)磨工藝等，其中有些工藝已經(jīng)在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。2.蒸料3.糖化曲制備3.糖化曲制備糖化曲分成固體曲和液體曲兩種，用麩皮為主要原料制成的固體曲叫麩曲，采用液體深層通風(fēng)培養(yǎng)的稱為液體曲。(1)固體曲的生產(chǎn) 固體曲生產(chǎn)方法有多種，最早采用的是曲盤制曲，后來發(fā)展為簾子制曲，20世紀(jì)60年代以后又逐步采用機(jī)械通風(fēng)制曲

22、方法。機(jī)械通風(fēng)制曲工藝包括三角瓶種曲培養(yǎng)、簾子種曲制備和機(jī)械通風(fēng)制曲等幾個(gè)工段，流程如圖5-7所示。 3.糖化曲制備3.糖化曲制備制曲過程實(shí)際上是將糖化菌擴(kuò)大培養(yǎng)，并讓糖化菌產(chǎn)生高活力的、質(zhì)量合格的各種淀粉酶等酶類的過程。為此，需要提供讓糖化菌生長和產(chǎn)酶的合適原料、水分、溫度和通氣條件等。三角瓶種曲培養(yǎng)階段先保溫3132培養(yǎng)1618h，然后扣瓶并繼續(xù)培養(yǎng)34d，所得種曲要求孢子肥大整齊、稠密3.糖化曲制備。簾子種曲制備階段，在接種之后，培養(yǎng)前期(前16h)室溫保持3031，品溫控制不超過3436；培養(yǎng)中期(1632h)品溫控制3637.5；培養(yǎng)后期(3248h)，前8h內(nèi)品溫控制在3738，后

23、8h最高不超過39。機(jī)械通風(fēng)制曲階段，一般培養(yǎng)時(shí)間為2432h，培養(yǎng)前期即制曲箱(圖5-8)(一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝10h以內(nèi)控制最高不超過34；培養(yǎng)中期(1120h)， 菌絲大量形成，并釋放出大量熱量，應(yīng)通風(fēng)控制品溫不超過4042；培養(yǎng)后期(2630h) 將品溫保持3739。所得固體曲要求菌絲粗壯濃密，具特有的清香，無異味，無孢子生成。 3.糖化曲制備(一)淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝(2)液體曲生產(chǎn) 液體曲生產(chǎn)工藝過程包括種子制備、液體曲發(fā)酵和無菌空氣制備三部分，其工藝流程如圖5-9所示。種子罐接種糖化菌孢子懸浮液后，32通風(fēng)培養(yǎng)36h左右接入培養(yǎng)罐，在培養(yǎng)罐內(nèi)培養(yǎng)48h左右即得成熟液體曲。

24、3.糖化曲制備4.糖化糖化方法分成間歇糖化和連續(xù)糖化兩類。目前我國大多數(shù)酒精廠采用后者。(1)間歇糖化工藝 間歇糖化在糖化鍋(圖5-10)圖見第132面內(nèi)進(jìn)行。蒸煮醪放入并冷卻到6162時(shí)，加入糖化劑，攪拌均勻后靜止糖化30min，再冷卻至30后供發(fā)酵用。 4.糖化4.糖化(2)連續(xù)糖化工藝 根據(jù)蒸煮醪冷卻(前冷卻)和糖化醪液冷卻(后冷卻)的方法不同，可將連續(xù)糖化工藝分成混合冷卻連續(xù)糖化、真空冷卻連續(xù)糖化和三級(jí)真空冷卻連續(xù)糖化三大類，所控制的工藝參數(shù)與間歇糖化工藝的相似。5.酒母制備 酒母制備過程是酒母擴(kuò)大培養(yǎng)過程，分為實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)和酒母罐擴(kuò)大培養(yǎng)兩階段，其流程見圖5-11所示。整個(gè)酒母擴(kuò)大

25、培養(yǎng)過程控制的溫度均為2830。所得酒 母 應(yīng) 細(xì) 胞 健 壯 、 整 齊 ， 出 芽 率 高(15%30%)，沒有雜菌污染。 5.酒母制備6.乙醇發(fā)酵 糖化醪送入發(fā)酵罐(圖5-12)，接入酒母后，即可始乙醇發(fā)酵。發(fā)酵工藝有間歇發(fā)酵、半連續(xù)式發(fā)酵和連續(xù)式發(fā)酵三類。乙醇發(fā)酵過程可分為前發(fā)酵期、主發(fā)酵期和后發(fā)酵期三個(gè)階段。前發(fā)酵期一般為前10h左右，在酒母與糖化醪加入發(fā)酵罐后，醪液中的酵母開始數(shù)量還不多，由于醪液中的酵母開始數(shù)量還不進(jìn)行繁殖。 6.乙醇發(fā)酵6.乙醇發(fā)酵在前發(fā)酵期階段，發(fā)酵作用不強(qiáng)，酒精和三氧化碳產(chǎn)生得少，糖分消耗得比較慢，發(fā)酵醪表面顯得比較平靜。前發(fā)酵期一般控制發(fā)酵溫度不超過30。

26、主發(fā)酵期為前發(fā)酵期之后的12h左右，在此階段酵母細(xì)胞已大理形成，每毫升醪液中酵母數(shù)可達(dá)1億以上，酵母菌基本上停止繁殖而主要進(jìn)行乙醇發(fā)酵作用。使糖分迅速下降，酒精量逐漸增多，醪液中產(chǎn)生大量的二氧化碳，有很強(qiáng)的二氧化碳泡沫響聲。 6.乙醇發(fā)酵此期間發(fā)酵醪溫度上升也快，生產(chǎn)上應(yīng)加強(qiáng)溫度控制，最好將溫度控制在3034。經(jīng)主發(fā)酵期，醪液的糖分大部分已被耗掉，發(fā)酵進(jìn)入后發(fā)酵期。在后發(fā)酵期階段，發(fā)酵作用弱，產(chǎn)生熱量也省，發(fā)酵醪溫度逐漸下降，應(yīng)控制發(fā)酵溫度在3032。后發(fā)酵一般需要約40h才能完成，總發(fā)酵時(shí)間一般控制6072h。一般工藝工廠糖化醪濃度為1618Bx，發(fā)酵成熟醪的乙醇含量為6%10%(V/V) (二)糖質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝 糖質(zhì)原料制酒精不必進(jìn)行糖化及之前的工藝操作，工藝過程較為簡單。下面以糖蜜例扼要說明。糖蜜酒精發(fā)酵工藝過程包括前處理、酒母制備、乙醇發(fā)酵和蒸餾四個(gè)工序。前處理包括的內(nèi)容有：將糖蜜稀釋至糖濃度為12%18%(依不同的發(fā)酵工藝而異)。糖蜜中常缺乏酵母必需的營養(yǎng)物質(zhì)，需要添加一些氮源、營養(yǎng)鹽(如硫酸銨、硫酸鎂、磷酸鹽等)以及生長素(如酵母菌自溶物)等。 (二)糖質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝一般來說，用甘蔗糖蜜的要