酒精发酵工艺过程
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从非还原性末端以葡萄糖为单位作用-1，4糖苷键 能跃过-1，6糖苷键继续作用-1，4糖苷键
结果：
直链淀粉——葡萄糖 支链淀粉——葡萄糖、-1，6糖苷键的寡糖
24
淀粉-1，6葡萄糖苷酶（异淀粉酶） 特点：
作用-1，6糖苷键葡萄糖 能水解-淀粉酶和-淀粉酶作用后的产物
25
从淀粉分子内部作用-1，4糖苷键 不作用-1，6糖苷键及其周围的-1，4糖苷键
结果：产生麦芽糖、寡糖，使淀粉溶液的粘度下降
22
-淀粉酶 特点：
从非还原性末端按双糖为单位作用于-1，4糖苷键 不能作用-1，6糖苷键，遇则止
结果：产生麦芽糖与极限糊精
23
淀粉1，4葡萄糖苷酶（糖化酶） 特点：
啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae ）
及其变种
13
四、酒精发酵工艺
淀粉质原料酒精生产的特点
以薯类和谷类等为原料 原料需要蒸煮 淀粉质原料需要进行糖化
14
淀粉质原料酒精生产工艺流程
•
大米 曲霉菌 麸皮 淀粉质原料
酵母
•
↓
↓
米曲霉→米曲
固体试管酵母
•
↓
↓
米曲汁
•
米曲汁→试管培养→三角瓶培养 粉碎
2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等
9
10
纤维素生产酒精工艺
11
12
三、酒精发酵微生物
1. 糖化菌（将淀粉、纤维素转化为糖）
曲霉（Aspergillus spp.）
根霉（Rhizopus spp.）
2. 酒母（将糖转化为乙醇）
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
↓
↓
•
糖化曲液
糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
↓
•
发酵
大酒母
•
↓
•
蒸馏
•
↓
•
•
酒糟废液 酒精 杂醇油
15
淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇 (C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2+2n
AT主P要步骤： 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
5.酒母制备
（1）实验室（营养和无菌要求较高） 原菌→斜面试管→液体试管→三角瓶培养→卡氏罐 （2）酒母车间 卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-→送发酵车间
26
菌种储存
27
接种
酵母菌分离 扩大培养
菌种培养
28
卡氏罐接种
6.发酵工艺
（1）方式：间歇式、半连续式、连续式。 （2）过程：
前发酵期——酒母迅速繁殖，10h 主发酵期——乙醇发酵，12h 后发酵期——发酵作用弱，40h
2米粉米糠中草药形状砖块状颗粒状或饼状微生物芽孢菌霉菌酵母细菌霉菌酵母根霉酵母特点液化力蛋白质分解力较高糖化力发酵力较高糖化力高发酵力高香型酱香浓香清香浓香40大曲酒与小曲酒的区别大曲酒小曲酒原料高粱大米高粱玉米工艺固态双边发酵半固态先糖化后发酵或双边发酵发酵周期41白酒生产与酒精生产的区别酒精白酒目的生产乙醇酒精含量较高要求色香味酒精含量较低原料薯干高粱固体液体曲根霉曲霉固体曲混合菌工艺先糖化后发酵周期短边糖化边发酵周期长蒸馏头级杂质
原料
泵
糖
粉碎机
化
风机 蒸汽
3.糖化曲的制备
（1）菌种 木霉（Trichoderma spp.）、曲霉（Aspergillus
spp.） 根霉（Rhizopus spp.）、芽孢杆菌（Bacillus spp.
） （2）方法
固体曲 液体曲
20
4.糖化
（1）纤维素的水解 （2）淀粉的水解
21
-淀粉酶（液化型淀粉酶） 特点：
呼吸抑制发酵作用的现象
巴斯德效应的本质是能荷调节
7
能荷（Energy charge）——细胞中的能量状态
系统中只有ATP时，EC值为1；只有AMP时，EC值等于0。 细胞通过改变三者的比例调节其代谢活动——能荷调节
8
二、酒精生产原料
1. 淀粉质原料 (1)薯类原料：甘薯、木薯和马铃薯等 (2)谷物原料：玉米、高梁、大米和小麦等
无氧呼吸公式:
酒精发酵: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（少） 乳酸发酵: C6H12O6 2C3H6O3+能量（少）
无氧呼吸最终使生物受到危害，原因是
不完全氧化产物的毒性
能量少
巴斯德效应
加速了对糖的消耗
6
巴斯德效应（Pasteur effect）
巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现：厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵 ，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，糖 的消耗速度较低，酒精产量也降低。
课程设计产品实例介绍
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation ）
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解
水解
酶解
单糖
Yeast (Saccharomyces cerevisae)
发酵
发酵产物 蒸馏…
酒精
2
一、生化机制
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
米香
39
大曲酒与小曲酒的区别
大曲酒
小曲酒
原料
高粱
大米，高粱，玉米
用曲量
大
小
淀粉出酒率
低
高
工艺
固态（双边）发酵 半固态（先糖化后发酵或双边）发酵
发酵周期
长
短
40
白酒生产与酒精生产的区别
酒精
白酒
目的 生产乙醇，酒精含量较高
要求色、香、味，酒精含量较低
原料 薯干
高粱
曲 固体（液体）曲（根霉、曲霉） 固体曲（混合菌）
、伏特加、朗姆酒和中国白酒。 按商业习惯分类：白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒、 果露酒、药酒、其它酒（洋酒）。
36
世界六大 蒸馏酒
原料
中国白酒 小麦、高梁、玉米等
白兰地酒 水果
威士忌酒 预处理过的谷物
伏特加 任何可发酵的原料，不具有明显的香气和味道
朗姆酒 甘蔗
金酒
又称杜松子酒，加入香料
37
思考
1. 大曲酒与小曲酒的区别 2. 白酒生产与酒精生产的区别
32
33
固体发酵蒸馏器
液体发酵蒸馏器
乙醇精馏器
34
8. 综合利用
（1）酒糟——沼气发酵，提取核苷酸，饲料 （2）CO2——
液体清凉饮料，灭火。固体：冷冻剂，人工降雨
（3）酒精酵母——饲料 （4）杂醇油——香料工业
35
酿造酒的分类
按酿造工艺分类：酿造酒、蒸馏酒、配制酒 世界六大蒸馏酒：白兰地、威士忌、金酒
工艺 先糖化，后发酵，周期短
边糖化，边发酵，周期长
蒸馏 头级杂质：甲醇
酒头：杂醇油
尾级杂质：杂醇油
酒尾：甲醇
41
16
1. 原料预处理
（1）除杂——筛选、风选、磁力除铁 （2）粉碎——干法、湿法
17
2. 蒸煮
作用： 打破植物细胞壁的保护作用，使淀粉颗粒从细 胞中游离出来，并转化为溶解状态，便于糖化； 对原料灭菌。 方法：连续蒸煮
18
水洗
粉尘
二次蒸汽
分离 器
拌料罐
蒸煮罐 1
蒸煮罐 2
蒸煮罐 3
汽液分 离器
3
4
有氧呼吸
指细胞彻底氧化分解有机物，产生CO2和水 、释放大量能量的过程。主要在线粒体内，需要分 子氧参加。 有氧呼吸公式: C6H12O6+6H2O+6O2＋酶→6CO2+12H2O+38ATP
5
无氧呼吸
指细胞对有机物进行的不完全的氧化。产物是 酒精或乳酸。主要在线粒体内，不需要分子氧参与。
38
大曲与小曲的区别
大曲
高温大曲
中温大曲
小曲
粮曲，糠曲，药曲
原料 小麦（100％）
大麦：豌豆＝3：2
形状
砖块状
微生物 芽孢菌，霉菌，酵母 细菌，霉菌，酵母 （少）
米粉，米糠，中草药 颗粒状或饼状 根霉，酵母
特点 液化力、蛋白质分解 糖化力、发酵力较高 糖化力高，发酵力高 力较高
香型 酱香（浓香）
清香（浓香）
总时间：60~72h
29
发酵的生化过程
(1) 糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳。 (2) 糖化作用在继续进行。 (3) 糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解， 供酵母菌合成菌体细胞。
30
31
7. 蒸馏与精馏
（1）蒸馏塔（粗馏塔、醪塔）→粗酒精、酒糟 （2）精馏塔→成品酒精、杂醇油
头级杂质：乙醛、甲醇等（工业酒精） 中间级杂质：异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等 尾级杂质：杂醇油
结果：
直链淀粉——葡萄糖 支链淀粉——葡萄糖、-1，6糖苷键的寡糖
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淀粉-1，6葡萄糖苷酶（异淀粉酶） 特点：
作用-1，6糖苷键葡萄糖 能水解-淀粉酶和-淀粉酶作用后的产物
25
从淀粉分子内部作用-1，4糖苷键 不作用-1，6糖苷键及其周围的-1，4糖苷键
结果：产生麦芽糖、寡糖，使淀粉溶液的粘度下降
22
-淀粉酶 特点：
从非还原性末端按双糖为单位作用于-1，4糖苷键 不能作用-1，6糖苷键，遇则止
结果：产生麦芽糖与极限糊精
23
淀粉1，4葡萄糖苷酶（糖化酶） 特点：
啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae ）
及其变种
13
四、酒精发酵工艺
淀粉质原料酒精生产的特点
以薯类和谷类等为原料 原料需要蒸煮 淀粉质原料需要进行糖化
14
淀粉质原料酒精生产工艺流程
•
大米 曲霉菌 麸皮 淀粉质原料
酵母
•
↓
↓
米曲霉→米曲
固体试管酵母
•
↓
↓
米曲汁
•
米曲汁→试管培养→三角瓶培养 粉碎
2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等
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纤维素生产酒精工艺
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12
三、酒精发酵微生物
1. 糖化菌（将淀粉、纤维素转化为糖）
曲霉（Aspergillus spp.）
根霉（Rhizopus spp.）
2. 酒母（将糖转化为乙醇）
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
↓
↓
•
糖化曲液
糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
↓
•
发酵
大酒母
•
↓
•
蒸馏
•
↓
•
•
酒糟废液 酒精 杂醇油
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淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇 (C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2+2n
AT主P要步骤： 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
5.酒母制备
（1）实验室（营养和无菌要求较高） 原菌→斜面试管→液体试管→三角瓶培养→卡氏罐 （2）酒母车间 卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-→送发酵车间
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菌种储存
27
接种
酵母菌分离 扩大培养
菌种培养
28
卡氏罐接种
6.发酵工艺
（1）方式：间歇式、半连续式、连续式。 （2）过程：
前发酵期——酒母迅速繁殖，10h 主发酵期——乙醇发酵，12h 后发酵期——发酵作用弱，40h
2米粉米糠中草药形状砖块状颗粒状或饼状微生物芽孢菌霉菌酵母细菌霉菌酵母根霉酵母特点液化力蛋白质分解力较高糖化力发酵力较高糖化力高发酵力高香型酱香浓香清香浓香40大曲酒与小曲酒的区别大曲酒小曲酒原料高粱大米高粱玉米工艺固态双边发酵半固态先糖化后发酵或双边发酵发酵周期41白酒生产与酒精生产的区别酒精白酒目的生产乙醇酒精含量较高要求色香味酒精含量较低原料薯干高粱固体液体曲根霉曲霉固体曲混合菌工艺先糖化后发酵周期短边糖化边发酵周期长蒸馏头级杂质
原料
泵
糖
粉碎机
化
风机 蒸汽
3.糖化曲的制备
（1）菌种 木霉（Trichoderma spp.）、曲霉（Aspergillus
spp.） 根霉（Rhizopus spp.）、芽孢杆菌（Bacillus spp.
） （2）方法
固体曲 液体曲
20
4.糖化
（1）纤维素的水解 （2）淀粉的水解
21
-淀粉酶（液化型淀粉酶） 特点：
呼吸抑制发酵作用的现象
巴斯德效应的本质是能荷调节
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能荷（Energy charge）——细胞中的能量状态
系统中只有ATP时，EC值为1；只有AMP时，EC值等于0。 细胞通过改变三者的比例调节其代谢活动——能荷调节
8
二、酒精生产原料
1. 淀粉质原料 (1)薯类原料：甘薯、木薯和马铃薯等 (2)谷物原料：玉米、高梁、大米和小麦等
无氧呼吸公式:
酒精发酵: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（少） 乳酸发酵: C6H12O6 2C3H6O3+能量（少）
无氧呼吸最终使生物受到危害，原因是
不完全氧化产物的毒性
能量少
巴斯德效应
加速了对糖的消耗
6
巴斯德效应（Pasteur effect）
巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现：厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵 ，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，糖 的消耗速度较低，酒精产量也降低。
课程设计产品实例介绍
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation ）
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解
水解
酶解
单糖
Yeast (Saccharomyces cerevisae)
发酵
发酵产物 蒸馏…
酒精
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一、生化机制
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
米香
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大曲酒与小曲酒的区别
大曲酒
小曲酒
原料
高粱
大米，高粱，玉米
用曲量
大
小
淀粉出酒率
低
高
工艺
固态（双边）发酵 半固态（先糖化后发酵或双边）发酵
发酵周期
长
短
40
白酒生产与酒精生产的区别
酒精
白酒
目的 生产乙醇，酒精含量较高
要求色、香、味，酒精含量较低
原料 薯干
高粱
曲 固体（液体）曲（根霉、曲霉） 固体曲（混合菌）
、伏特加、朗姆酒和中国白酒。 按商业习惯分类：白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒、 果露酒、药酒、其它酒（洋酒）。
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世界六大 蒸馏酒
原料
中国白酒 小麦、高梁、玉米等
白兰地酒 水果
威士忌酒 预处理过的谷物
伏特加 任何可发酵的原料，不具有明显的香气和味道
朗姆酒 甘蔗
金酒
又称杜松子酒，加入香料
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思考
1. 大曲酒与小曲酒的区别 2. 白酒生产与酒精生产的区别
32
33
固体发酵蒸馏器
液体发酵蒸馏器
乙醇精馏器
34
8. 综合利用
（1）酒糟——沼气发酵，提取核苷酸，饲料 （2）CO2——
液体清凉饮料，灭火。固体：冷冻剂，人工降雨
（3）酒精酵母——饲料 （4）杂醇油——香料工业
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酿造酒的分类
按酿造工艺分类：酿造酒、蒸馏酒、配制酒 世界六大蒸馏酒：白兰地、威士忌、金酒
工艺 先糖化，后发酵，周期短
边糖化，边发酵，周期长
蒸馏 头级杂质：甲醇
酒头：杂醇油
尾级杂质：杂醇油
酒尾：甲醇
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1. 原料预处理
（1）除杂——筛选、风选、磁力除铁 （2）粉碎——干法、湿法
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2. 蒸煮
作用： 打破植物细胞壁的保护作用，使淀粉颗粒从细 胞中游离出来，并转化为溶解状态，便于糖化； 对原料灭菌。 方法：连续蒸煮
18
水洗
粉尘
二次蒸汽
分离 器
拌料罐
蒸煮罐 1
蒸煮罐 2
蒸煮罐 3
汽液分 离器
3
4
有氧呼吸
指细胞彻底氧化分解有机物，产生CO2和水 、释放大量能量的过程。主要在线粒体内，需要分 子氧参加。 有氧呼吸公式: C6H12O6+6H2O+6O2＋酶→6CO2+12H2O+38ATP
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无氧呼吸
指细胞对有机物进行的不完全的氧化。产物是 酒精或乳酸。主要在线粒体内，不需要分子氧参与。
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大曲与小曲的区别
大曲
高温大曲
中温大曲
小曲
粮曲，糠曲，药曲
原料 小麦（100％）
大麦：豌豆＝3：2
形状
砖块状
微生物 芽孢菌，霉菌，酵母 细菌，霉菌，酵母 （少）
米粉，米糠，中草药 颗粒状或饼状 根霉，酵母
特点 液化力、蛋白质分解 糖化力、发酵力较高 糖化力高，发酵力高 力较高
香型 酱香（浓香）
清香（浓香）
总时间：60~72h
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发酵的生化过程
(1) 糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳。 (2) 糖化作用在继续进行。 (3) 糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解， 供酵母菌合成菌体细胞。
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7. 蒸馏与精馏
（1）蒸馏塔（粗馏塔、醪塔）→粗酒精、酒糟 （2）精馏塔→成品酒精、杂醇油
头级杂质：乙醛、甲醇等（工业酒精） 中间级杂质：异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等 尾级杂质：杂醇油