第4章 酒母擴培工藝

酒精工藝學南陽師范學院生命科學與技術(shù)學院5/7/2024燃料乙醇的生產(chǎn)工藝流程發(fā)酵罐后處理蒸餾系統(tǒng)糊化液化糖化前處理課程導(dǎo)入酒母5/7/2024發(fā)酵工程實驗室搖瓶-小試-中試5L小試5L-50L二級發(fā)酵裝置課程導(dǎo)入5/7/2024生物能源：燃料乙醇、生物柴油、沼氣生物化工：酒精、冰醋酸、醋酸酯、總?cè)軇?、黃原膠、栲膠釀酒：白酒、啤酒工業(yè)氣體：二氧化碳其它：電力、谷朊粉、DDGS飼料等。天冠集團新能源產(chǎn)業(yè)國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地-南陽課程導(dǎo)入5/7/2024第四章酒精酵母擴培工藝

第一節(jié)酒精生產(chǎn)所用的微生物菌種第二節(jié)酒母擴培工藝第三節(jié)發(fā)酵工業(yè)設(shè)備的逐級放大5/7/2024第一節(jié)酒精生產(chǎn)所用的微生物菌種酵母菌大小、形態(tài)、繁殖生產(chǎn)菌種

酒精酵母菌簡介菌種培養(yǎng)特性生產(chǎn)菌種的選育、保藏與復(fù)壯酵母菌的化學成分需要的營養(yǎng)物質(zhì)、生長環(huán)境培養(yǎng)基的制備5/7/2024第二節(jié)酒母擴培工藝

返回請點我呀2.1種子擴大培養(yǎng)的概念2.2酒母擴培工藝過程2.3成熟酒母質(zhì)量指標2.4影響酒母質(zhì)量的主要因素2.5酵母培養(yǎng)中異?，F(xiàn)象的處理2.6活性干酵母(AADY)的利用

酒精工藝學5/7/2024

指保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入固體試管斜面活化后，再經(jīng)過搖瓶或靜置培養(yǎng)，以及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得發(fā)酵產(chǎn)量高、生產(chǎn)性能穩(wěn)定、數(shù)量充足、不被雜菌和噬菌體污染的生產(chǎn)菌種的純種制備過程。該純種培養(yǎng)物稱為種子。

在酒精發(fā)酵過程中，工廠通常把酵母稱為酒母，即酵母為酒精發(fā)酵之母。第二節(jié)

酒母擴培工藝

2.1種子擴大培養(yǎng)的概念5/7/20241)菌體的純種培養(yǎng)物總量適宜，以保證在發(fā)酵罐中有適當?shù)慕臃N量；2）微生物菌種的生命力旺盛，移接到發(fā)酵罐中后能夠迅速生長，利于縮短延滯期，提高設(shè)備的利用率；3）菌種能保持穩(wěn)定的生產(chǎn)性能，生理狀態(tài)穩(wěn)定；4）無雜菌和噬菌體的污染。第二節(jié)

酒母擴培工藝

2.1種子擴大培養(yǎng)的概念發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)過程中的種子必須滿足的條件：5/7/20242.2

酒母擴培工藝砂土管孢子冷凍干燥孢子斜面培養(yǎng)搖瓶液體培養(yǎng)茄子瓶斜面培養(yǎng)固體培養(yǎng)基培養(yǎng)實驗室種子培養(yǎng)階段二級種子罐培養(yǎng)一級種子罐培養(yǎng)生產(chǎn)車間種子制備階段（四級種子罐培養(yǎng)）發(fā)酵罐（三級種子罐培養(yǎng)）酒母擴培工藝流程第二節(jié)

酒母擴培工藝

5/7/2024酒母擴培工藝

卡氏罐種子的質(zhì)量標準為：酵母細胞數(shù)0.8～1.0億個/mL，出芽率20%～30%，染色率1%以下，無雜菌，耗糖率35%～40%，耗糖率可按下式計算：2.2.1．試驗室階段的酒母擴大培養(yǎng)

工藝流程：原菌

→

斜面試管

→

液體試管

→

三角瓶培養(yǎng)

→

卡氏罐5/7/2024酒母擴培工藝2.2.2．酒母車間擴大培養(yǎng)

流程為：卡氏罐

-→

小酒母罐

-→

大酒母罐

-成熟酒母送發(fā)酵車間

酵母菌經(jīng)試驗階段擴大培養(yǎng)以后，即轉(zhuǎn)入酒母車間擴大培養(yǎng)。酒母車間所用的培養(yǎng)基，主要以大生產(chǎn)的原料為主，適當添加一些營養(yǎng)物質(zhì)。

酒精工藝學5/7/2024酒母培養(yǎng)罐的結(jié)構(gòu)1-人孔2-CO2排出管3-進醪管4-視鏡5-溫度計6-冷卻水管7-排醪管5/7/20245/7/2024例：啤酒酵母擴培4℃保存于麥芽瓊脂或MYPG培養(yǎng)基菌種10mL麥芽汁的500-1000mL三角瓶250-500mL麥芽汁的500-1000mL三角瓶5-10L麥芽汁的卡式罐

25℃，2-3d25℃，2d，定時搖動或通氣15-20℃，3-5d100L麥芽汁的發(fā)酵罐

5/7/20242.3成熟酒母質(zhì)量指標2..3.2酵母細胞數(shù)

酵母細胞數(shù)是觀察酵母繁殖能力的一項指標，也是反映酵母培養(yǎng)成熟的指標。成熟的酒母醪其酵母細胞數(shù)一般為l億／毫升左右。2.3.2出芽率

酵母出芽率是衡量繁殖旺盛與否的一項指標。出芽率高，說明酵母處于旺盛的生長期。反之，則說明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在15~30%。如果出芽率低，說明培養(yǎng)過程存在問題，應(yīng)根據(jù)具體情況及時采取措施進行挽救。5/7/20242.3成熟酒母質(zhì)量指標2.3.3酵母死亡率

用美藍對酵母細胞進行染色，如果酵母細胞被染成藍色，說明此細胞已死亡。正常培養(yǎng)的酒母不應(yīng)有死亡現(xiàn)象，如果死亡率在1%以上，應(yīng)及時查找原因采取措施進行挽救。2.3.4耗糖率

酵母的耗糖率也是觀察酒母成熟的指標之一。成熟的酒母，耗糖率一般要求控制在40－50%。耗糖率太高，說明酵母培養(yǎng)已經(jīng)過“老”，反之則“嫩”。5/7/20242.3成熟酒母質(zhì)量指標2.3.5酒精含量

成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情況，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，說明營養(yǎng)消耗大，酵母培養(yǎng)過于成熟。此時，應(yīng)停止酒母培養(yǎng)，否則會因營養(yǎng)缺乏或酒精含量高抑制酵母生長，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股為3-4%(體積)。2.3.6酸度

測定酒母醪中的酸度是觀察酒母是否被細菌污染的一項指標。如果成熟酒母醪中酸度明顯增高，說明酒母被產(chǎn)酸細菌所污染。酸度增高太多，鏡檢時又發(fā)現(xiàn)有很多桿狀細菌，則不宜做種子用。5/7/2024檢查項目小酒母大酒母酵母細胞數(shù)(億個／mL)出芽率(%)外觀糖度下降率(%)死亡率(%)酸度120－2540﹤1不增高115－2045－50﹤1不增高成熟酒母的指標5/7/20242.4影響酒母質(zhì)量的主要因素2.4.1．酒母的種齡

酒精生產(chǎn)過程中所用的酒母，應(yīng)選用對數(shù)生長期的酒母作為種子。2.4.2．接種量控制

工廠酒母接種量通常為

8%-10%，經(jīng)過

10-18

h培養(yǎng)，酵母數(shù)達0.6-1億個／mL以上。

酒精產(chǎn)量大的工廠，一般采用分割培養(yǎng)酒母的方法來彌補設(shè)備不足，達到擴大生產(chǎn)的目的。習慣上以

25%-30%的酒母接種量進行分割接種，可大大縮短培養(yǎng)時間，經(jīng)過

6-8

h培養(yǎng)，酒母就成熟了，提高了設(shè)備利用率。5/7/2024種齡/h種齡與堿性蛋白酶活力之間的關(guān)系接種量/%接種量對堿性蛋白酶產(chǎn)生的影響8121620136791000800600400140012001000800酶活力（U/mL）酶活力（U/mL）5/7/2024

2.4.

3．通風培養(yǎng)

酒母通風培養(yǎng)，對繁殖酵母極為有利，經(jīng)過試驗證實在有氧條件下，生產(chǎn)1

g干酵母，只消耗糖分0.35-0.43

g；而在不通氣情況下，要耗糖1.14

g?？梢姽馀囵B(yǎng)可以繁殖大量酵母，并且耗糖很少。

2.4.4．培養(yǎng)溫度與pH值

酒母培養(yǎng)溫度一般為28℃左右，溫度高酵母生長繁殖快。

2.4.5．酒母雜菌的防治2.4影響酒母質(zhì)量的主要因素5/7/20242.5.酵母培養(yǎng)中異?，F(xiàn)象的處理2.5.1.細胞數(shù)少

原因：接種量少或醪液有問題

處理：補種、通風、延長培養(yǎng)時間。查醪液糖度、酸度、溫度2.5.2.耗糖率低

原因：糖濃度低、細胞少、時間短

處理：調(diào)整糖的濃度或補加酶；

增加接種量或旺盛發(fā)酵醪；

適當延長酵母培養(yǎng)時間5/7/20242.5.3.出芽率低、酵母空胞大

原因：糖化醪營養(yǎng)不足，時間過長；

處理：添加糖化醪或營養(yǎng)物質(zhì)，縮短培養(yǎng)時間

2.5.酵母培養(yǎng)中異常現(xiàn)象的處理2.5.4.酵母死亡率高原因：酸度高、溫度高、含抑制物；處理：調(diào)酸、調(diào)溫、補加營養(yǎng)、補種5/7/20242.5.5.酵母醪中雜菌多原因：設(shè)備殺菌不徹底、糖化醪帶雜菌處理：無菌操作、酸處理、加青霉素2.5.酵母培養(yǎng)中異?，F(xiàn)象的處理5/7/2024

2.6活性干酵母(AADY)的利用2.6.1.工藝流程

該工藝采用

2個酒母糖化罐，每個糖化罐的體積為

18m3，6個大酒罐、每個酒罐的體積為

15

m3。糖化罐和酒母罐均設(shè)有攪拌裝置。5/7/2024

2.6活性干酵母（AADY）的應(yīng)用2.6.2.

工藝條件

復(fù)水活化：5

kg

活性干酵母、40

L

糖化醪、

80

L

水混合,

30℃、30

min;（15

m3）

大酒母：糖化醪經(jīng)

100℃滅菌冷卻至

30℃后與活

化酵母混合，32-34℃培養(yǎng)

6-8

h

5/7/2024將糊化醪泵入糖化罐完成糖化后，通入蒸汽升溫至

90-100℃進行滅菌，冷卻到

30℃

左右備用。在大酒母罐中，提前

30

min將

5

kg活性干酵母加入

80

L水和

40

L糖化醪中，保溫

30℃。然后泵入已冷卻好的糖化醪，開動攪拌器進行通風培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，一般每隔

2

h開機攪拌通風一次，以利酵母的增殖，大酒母的培養(yǎng)溫度一被控制在

32-34℃

為宜。2.6.3.工藝操作條件

2.6活性干酵母(AADY)的利用5/7/2024利用活性干酵母制備酒母時，大酒母的培養(yǎng)經(jīng)6-8

h即可成熟。酵母細胞數(shù)為0.9-1.0

億個/mL，出芽率在25%-28%，為了防止灑母污染雜茵，可按要求加入青霉素抑制雜菌的生長。當大酒母培養(yǎng)成熟后．與糖化醪同時泵入發(fā)酵罐，目的是使酒母與糖化醪混合均勻，這樣有利于發(fā)酵。發(fā)酵溫度控制在30-32℃，發(fā)酵時間為60h左右，利用這種方法培養(yǎng)酒母時，每噸酒精均需1kg活干酵母。2.6.3.工藝操作條件

2.6活性干酵母(AADY)的利用5/7/2024固定化酵母細胞發(fā)酵技術(shù)

由固定化酶技術(shù)得到啟發(fā)，使酵母細胞固定化并一直停留在發(fā)酵罐中，保持高的反應(yīng)速度。

常用的固定化方法：吸附法，包埋法及交聯(lián)等，固定化載體包括海藻酸鈉、聚乙烯醇、瓊脂、果膠、活性炭和纖維素等。

固定化發(fā)酵技術(shù)優(yōu)點：提高了酵母細胞的利用率，不僅提高了發(fā)酵過程的速度，節(jié)約時間，而且具有較高的經(jīng)濟性，具有很好的發(fā)展前景。新技術(shù)應(yīng)用5/7/2024本節(jié)課小結(jié)實驗室種子培養(yǎng)生產(chǎn)車間種子培養(yǎng)

種子擴大培養(yǎng)的概念

酒母擴培工藝過程

成熟酒母質(zhì)量指標

影響酒母質(zhì)量的主要因素

酵母培養(yǎng)中異常現(xiàn)象的處理

活性干酵母(AADY)的利用小酒母大酒母（酵母細胞數(shù)、出芽率、酵母死亡率、耗糖率、酒精含量、酸度）種齡、接種量、通風培養(yǎng)、培養(yǎng)溫度與pH值、雜菌污染固定化酵母細胞發(fā)酵技術(shù)5/7/20241．簡述酒母擴培工藝過程。