酒精發(fā)酵工藝過(guò)程（課堂PPT）

1、.1淀粉原料酒精發(fā)酵淀粉原料酒精發(fā)酵（Alcohol Fermentation）課程設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)例介紹.2酒精制造過(guò)程原料(淀粉、纖維素)單糖發(fā)酵產(chǎn)物酒精水解發(fā)酵蒸餾Yeast (Saccharomyces cerevisae)酸解酶解.3一、生化機(jī)制C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O.4.5有氧呼吸有氧呼吸 指細(xì)胞徹底氧化分解有機(jī)物，產(chǎn)生指細(xì)胞徹底氧化分解有機(jī)物，產(chǎn)生CO2和水、和水、釋放大量能量的過(guò)程。主要在線粒體內(nèi)，需要分子釋放大量能量的過(guò)程。主要在線粒體內(nèi)，需要分子氧參加。氧參加。 有氧呼吸公式有氧呼吸公式: C6H12O6+6H2O+6O2酶酶6CO2+1

2、2H2O+38ATP .6無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸 指細(xì)胞對(duì)有機(jī)物進(jìn)行的不完全的氧化。產(chǎn)物是酒指細(xì)胞對(duì)有機(jī)物進(jìn)行的不完全的氧化。產(chǎn)物是酒精或乳酸。主要在線粒體內(nèi)，不需要分子氧參與。精或乳酸。主要在線粒體內(nèi)，不需要分子氧參與。無(wú)氧呼吸公式無(wú)氧呼吸公式: 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（少）能量（少） 乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵: C6H12O6 2C3H6O3+能量（少）能量（少）無(wú)氧呼吸最終使生物受到危害，原因是無(wú)氧呼吸最終使生物受到危害，原因是 不完全氧化產(chǎn)物的毒性不完全氧化產(chǎn)物的毒性能量少能量少 巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng) 加速了對(duì)糖的消耗加速了對(duì)糖的消耗.7巴斯德效應(yīng)（巴斯德

3、效應(yīng)（Pasteur effectPasteur effect） 巴斯德在研究酵母的酒精發(fā)酵時(shí)發(fā)現(xiàn)：厭氧條件下酵巴斯德在研究酵母的酒精發(fā)酵時(shí)發(fā)現(xiàn)：厭氧條件下酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行呼吸作用，糖的消耗速度較低氧條件下，酵母菌進(jìn)行呼吸作用，糖的消耗速度較低，酒精產(chǎn)量也降低。，酒精產(chǎn)量也降低。 呼吸抑制發(fā)酵作用的現(xiàn)象呼吸抑制發(fā)酵作用的現(xiàn)象 巴斯德效應(yīng)的本質(zhì)是能荷調(diào)節(jié)巴斯德效應(yīng)的本質(zhì)是能荷調(diào)節(jié) .8能荷（能荷（Energy chargeEnergy charge）細(xì)胞中的能量狀態(tài)細(xì)胞中的能量狀態(tài) 系統(tǒng)中只有系統(tǒng)中

4、只有ATPATP時(shí)，時(shí)，ECEC值為值為1 1；只有；只有AMPAMP時(shí)，時(shí)，ECEC值等于值等于0 0。 細(xì)胞通過(guò)改變?nèi)叩谋壤{(diào)節(jié)其代謝活動(dòng)能荷調(diào)節(jié).9二、酒精生產(chǎn)原料二、酒精生產(chǎn)原料 1. 淀粉質(zhì)原料淀粉質(zhì)原料 (1)薯類原料：甘薯、木薯和馬鈴薯等薯類原料：甘薯、木薯和馬鈴薯等 (2)谷物原料：玉米、高梁、大米和小麥等谷物原料：玉米、高梁、大米和小麥等 2.糖類原料糖類原料 廢糖蜜、甘蔗、甜菜等廢糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纖維質(zhì)原料纖維質(zhì)原料 農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、廢纖維垃圾農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、廢纖維垃圾 4.其他原料其他原料 亞硫酸紙漿廢液、淀粉渣等亞硫酸紙漿廢液、淀粉渣等 .10.11纖

5、維素生產(chǎn)酒精工藝?yán)w維素生產(chǎn)酒精工藝.12.13三、酒精發(fā)酵微生物三、酒精發(fā)酵微生物 1. 糖化菌糖化菌（將淀粉、纖維素轉(zhuǎn)化為糖）將淀粉、纖維素轉(zhuǎn)化為糖） 曲霉（曲霉（Aspergillus spp.） 根霉（根霉（RhizopusRhizopus spp. spp.） 2. 酒母酒母（將糖轉(zhuǎn)化為乙醇將糖轉(zhuǎn)化為乙醇） 啤酒酵母（啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae ） 及其變種及其變種.14四、酒精發(fā)酵工藝四、酒精發(fā)酵工藝 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn)淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn) 以薯類和谷類等為原料以薯類和谷類等為原料 原料需要蒸

6、煮原料需要蒸煮 淀粉質(zhì)原料需要進(jìn)行糖化淀粉質(zhì)原料需要進(jìn)行糖化 .15 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝流程淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝流程 大米大米 曲霉菌曲霉菌 麩皮麩皮 淀粉質(zhì)原料淀粉質(zhì)原料 酵母酵母 米曲霉米曲霉米曲米曲 固體試管酵母固體試管酵母 米曲汁米曲汁 米曲汁米曲汁試管培養(yǎng)試管培養(yǎng)三角瓶培養(yǎng)三角瓶培養(yǎng) 粉碎粉碎 三角瓶液體酵母三角瓶液體酵母 曲種曲種 蒸煮蒸煮 卡式罐酒母卡式罐酒母 糖化曲液糖化曲液 糖化糖化酒母糖化醪酒母糖化醪小酒母小酒母 發(fā)酵發(fā)酵 大酒母大酒母 蒸餾蒸餾 酒糟廢液酒糟廢液 酒精酒精 雜醇油雜醇油.16淀粉顆粒淀粉顆粒淀粉分子淀粉分子可發(fā)酵性糖可發(fā)酵性糖酒精酒精9595乙醇乙醇

7、(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O62nC2H6O+2nCO2+2nATP主要步驟主要步驟：1. 原料粉碎原料粉碎2. 蒸煮糊化蒸煮糊化3. 曲霉糖化曲霉糖化4. 酵母發(fā)酵酵母發(fā)酵5. 蒸餾提純蒸餾提純.17 原料預(yù)處理原料預(yù)處理（1）除雜）除雜篩選、風(fēng)選、磁力除鐵篩選、風(fēng)選、磁力除鐵（2）粉碎）粉碎干法干法、濕法、濕法.182. 蒸煮蒸煮作用：作用：打破植物細(xì)胞壁的保護(hù)作用，使淀粉顆粒從細(xì)打破植物細(xì)胞壁的保護(hù)作用，使淀粉顆粒從細(xì)胞中游離出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，便于糖化；胞中游離出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，便于糖化；對(duì)原料滅菌。對(duì)原料滅菌。方法：方法：連續(xù)蒸煮連續(xù)蒸煮 .19粉碎機(jī)分離器

8、風(fēng)機(jī)拌料罐泵蒸煮罐1蒸煮罐2蒸煮罐3汽液分離器原料二次蒸汽糖化蒸汽粉塵水洗.203.糖化曲的制備糖化曲的制備（1）菌種）菌種 木霉（木霉（Trichoderma spp.）、曲霉（）、曲霉（Aspergillus spp.） 根霉（根霉（Rhizopus spp.）、芽孢桿菌（）、芽孢桿菌（Bacillus spp.）（2）方法）方法 固體曲固體曲 液體曲液體曲.214.糖化糖化（1）纖維素的水解）纖維素的水解 （2）淀粉的水解）淀粉的水解 .22 -淀粉酶（液化型淀粉酶）淀粉酶（液化型淀粉酶） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 從淀粉分子內(nèi)部作用從淀粉分子內(nèi)部作用 -1，4糖苷鍵糖苷鍵 不作用不作用 -1，6糖

9、苷鍵及其周圍的糖苷鍵及其周圍的 -1，4糖苷鍵糖苷鍵 結(jié)果：結(jié)果：產(chǎn)生麥芽糖、寡糖，使淀粉溶液的粘度下降產(chǎn)生麥芽糖、寡糖，使淀粉溶液的粘度下降 .23 -淀粉酶淀粉酶 特點(diǎn)：特點(diǎn)：從非還原性末端按雙糖為單位作用于從非還原性末端按雙糖為單位作用于 -1，4糖苷鍵糖苷鍵不能作用不能作用 -1，6糖苷鍵，遇則止糖苷鍵，遇則止 結(jié)果：結(jié)果：產(chǎn)生麥芽糖與極限糊精產(chǎn)生麥芽糖與極限糊精 .24 淀粉淀粉1，4葡萄糖苷酶（糖化酶）葡萄糖苷酶（糖化酶） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 從非還原性末端以葡萄糖為單位作用從非還原性末端以葡萄糖為單位作用 -1，4糖苷鍵糖苷鍵 能躍過(guò)能躍過(guò) -1，6糖苷鍵繼續(xù)作用糖苷鍵繼續(xù)作用 -1，

10、4糖苷鍵糖苷鍵 結(jié)果：結(jié)果： 直鏈淀粉直鏈淀粉葡萄糖葡萄糖 支鏈淀粉支鏈淀粉葡萄糖、葡萄糖、 -1，6糖苷鍵的寡糖糖苷鍵的寡糖 .25 淀粉淀粉-1，6葡萄糖苷酶（異淀粉酶）葡萄糖苷酶（異淀粉酶） 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 作用作用 -1，6糖苷鍵糖苷鍵葡萄糖葡萄糖 能水解能水解 -淀粉酶和淀粉酶和 -淀粉酶作用后的產(chǎn)物淀粉酶作用后的產(chǎn)物 .265.酒母制備酒母制備（1）實(shí)驗(yàn)室）實(shí)驗(yàn)室（營(yíng)養(yǎng)和無(wú)菌要求較高）（營(yíng)養(yǎng)和無(wú)菌要求較高）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（2）酒母車間）酒母車間卡氏罐卡氏罐-小酒母罐小酒母罐-大酒母罐大酒母罐-送發(fā)酵車間送發(fā)酵車間.27菌種儲(chǔ)存

11、 酵母菌分離 接種 擴(kuò)大培養(yǎng) .28 菌種培養(yǎng) 卡氏罐接種 .296.發(fā)酵工藝發(fā)酵工藝（1 1）方式：）方式：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式。間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式。（2 2）過(guò)程：）過(guò)程： 前發(fā)酵期前發(fā)酵期酒母迅速繁殖，酒母迅速繁殖，10h 10h 主發(fā)酵期主發(fā)酵期乙醇發(fā)酵，乙醇發(fā)酵，12h12h 后發(fā)酵期后發(fā)酵期發(fā)酵作用弱，發(fā)酵作用弱，40h40h 總時(shí)間：總時(shí)間：6072h.30發(fā)酵的生化過(guò)程發(fā)酵的生化過(guò)程(1) 糖被酵母發(fā)酵生成酒精和二氧化碳。糖被酵母發(fā)酵生成酒精和二氧化碳。(2) 糖化作用在繼續(xù)進(jìn)行。糖化作用在繼續(xù)進(jìn)行。(3) 糖化醪中的蛋白質(zhì)被蛋白酶進(jìn)一步水解，糖化醪中的蛋白質(zhì)被蛋白酶

12、進(jìn)一步水解，供酵母菌合成菌體細(xì)胞。供酵母菌合成菌體細(xì)胞。.31.327. 蒸餾與精餾蒸餾與精餾（1）蒸餾塔（粗餾塔、醪塔）蒸餾塔（粗餾塔、醪塔）粗酒精、酒糟粗酒精、酒糟（2）精餾塔）精餾塔成品酒精、雜醇油成品酒精、雜醇油 頭級(jí)雜質(zhì)：乙醛、甲醇等（工業(yè)酒精）頭級(jí)雜質(zhì)：乙醛、甲醇等（工業(yè)酒精） 中間級(jí)雜質(zhì)：異丁酸乙酯、異戊酸乙酯等中間級(jí)雜質(zhì)：異丁酸乙酯、異戊酸乙酯等 尾級(jí)雜質(zhì)：雜醇油尾級(jí)雜質(zhì)：雜醇油.33.34固體發(fā)酵蒸餾器固體發(fā)酵蒸餾器液體發(fā)酵蒸餾器液體發(fā)酵蒸餾器乙醇精餾器乙醇精餾器.358. 綜合利用綜合利用（1）酒糟）酒糟沼氣發(fā)酵，提取核苷酸，飼料沼氣發(fā)酵，提取核苷酸，飼料（2）CO2 液體

13、：清涼飲料，滅火。固體：冷凍劑，人工降雨液體：清涼飲料，滅火。固體：冷凍劑，人工降雨（3）酒精酵母）酒精酵母飼料飼料（4）雜醇油）雜醇油香料工業(yè)香料工業(yè).36釀造酒的分類釀造酒的分類按釀造工藝分類：按釀造工藝分類：釀造酒、蒸餾酒、配制酒釀造酒、蒸餾酒、配制酒 世界六大蒸餾酒：白蘭地、威士忌、金酒、世界六大蒸餾酒：白蘭地、威士忌、金酒、伏特加、朗姆酒和中國(guó)白酒。伏特加、朗姆酒和中國(guó)白酒。按商業(yè)習(xí)慣分類：按商業(yè)習(xí)慣分類：白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒、白酒、黃酒、啤酒、葡萄酒、果露酒、藥酒、其它酒（洋酒）。果露酒、藥酒、其它酒（洋酒）。.37世界六大世界六大蒸餾酒蒸餾酒原料原料中國(guó)白酒中國(guó)白酒小麥、高梁

14、、玉米等小麥、高梁、玉米等白蘭地酒白蘭地酒水果水果威士忌酒威士忌酒預(yù)處理過(guò)的谷物預(yù)處理過(guò)的谷物伏特加伏特加任何可發(fā)酵的原料，不具有明顯的香氣和味道任何可發(fā)酵的原料，不具有明顯的香氣和味道朗姆酒朗姆酒甘蔗甘蔗金酒金酒又稱杜松子酒，加入香料又稱杜松子酒，加入香料.38 思考思考 大曲酒與小曲酒的區(qū)別大曲酒與小曲酒的區(qū)別1. 1. 白酒生產(chǎn)與酒精生產(chǎn)的區(qū)別白酒生產(chǎn)與酒精生產(chǎn)的區(qū)別.39大曲與小曲的區(qū)別大曲與小曲的區(qū)別大曲大曲小曲小曲高溫大曲高溫大曲中溫大曲中溫大曲糧曲，糠曲，藥曲糧曲，糠曲，藥曲原料原料小麥（小麥（100）大麥：豌豆大麥：豌豆3：2米粉，米糠，中草藥米粉，米糠，中草藥形狀形狀磚塊狀磚

15、塊狀顆粒狀或餅狀顆粒狀或餅狀微生物微生物芽孢菌，霉菌，酵母芽孢菌，霉菌，酵母 （少）（少）細(xì)菌，霉菌，酵母細(xì)菌，霉菌，酵母根霉，酵母根霉，酵母特點(diǎn)特點(diǎn)液化力、蛋白質(zhì)分解液化力、蛋白質(zhì)分解力較高力較高糖化力、發(fā)酵力較高糖化力、發(fā)酵力較高糖化力高，發(fā)酵力高糖化力高，發(fā)酵力高香型香型 醬香（濃香）醬香（濃香）清香（濃香）清香（濃香）米香米香.40大曲酒與小曲酒的區(qū)別大曲酒大曲酒小曲酒小曲酒原料原料高粱高粱大米，高粱，玉米大米，高粱，玉米用曲量用曲量大大小小淀粉出酒率淀粉出酒率低低高高工藝工藝固態(tài)（雙邊）發(fā)酵固態(tài)（雙邊）發(fā)酵半固態(tài)（先糖化后發(fā)酵或雙邊）發(fā)酵半固態(tài)（先糖化后發(fā)酵或雙邊）發(fā)酵發(fā)酵周期發(fā)酵周期長(zhǎng)長(zhǎng)短短.41白酒生產(chǎn)與酒精生產(chǎn)的區(qū)別