酒精酵母扩培工艺

教学内容备注本章主要内容：
4.1 酒精酵母简介
4.2 酵母菌的生长条件
4.3 活性干酵母
4.4 活性干酵母的使用方法
4.5 固定化酵母技术和酵母扩培工艺实例
第4章酒精酵母扩培工艺
糖化醪内加入酵母菌后，糖分被酵母细胞吸收，经过酵母细胞内糖－酒精转化酶系统的作
用，最终生成酒精、CO2和能量，其中一部分能量被酵母细胞用作新陈代谢，余下的能量和酒精
以及CO2一起，通过细胞膜排出细胞外。

酵母菌就是以这样的方式进行糖的酒精发酵，从而生产
酒精的。

4.1 酵母菌的培养
酵母（Saccharomyces cerevisiae），原意为“发酵之母”，就是说，酒精发酵是由酵母菌
的作用引起的。

4.1.1 酵母菌简介
4.1.1.1 酵母菌的大小、形态和结构
图 4-1酵母菌的细胞形态
酵母菌是单细胞真核微生物。

酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、
柠檬形或藕节形等，如图4-1所示。

细胞表面积和其体积之间的比例会影响到细胞和培养基之
间传质的速度，因此，对酵母的生命活动强度也有影响。

酵母菌一般为1~5微米×5~30微米，无鞭毛，不能游动。

酵母菌具有典型的真核细胞结构（如图4-2所示），有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、
液泡、线粒体等，有的还具有微体。

4－2 典型酵母菌的细胞结构
其中，细胞壁，主要分三层：外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，中间夹有一层蛋白质分子。

细胞膜，也是三层结构，主要成分为：蛋白质、类脂、和少量糖类。

细胞膜是由上下两层磷脂分子以及镶嵌在其间的缁醇和蛋白质分子所组成的。

其功能主要有：调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障；细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地；部分酶的合成和作用场所。

细胞核，酵母菌具有用多孔核膜包裹起来的定型细胞核—真核。

核膜是一种双层单位膜，其上存在着大量直径为40～70 nm的核孔，用以增大核内外的物质交换。

酵母菌其他细胞结构包括液泡、质粒（“2μm”质粒）、核糖体（沉降系数为80 s）、线粒体（双层膜构成的产能细胞器，能量代谢的场所）。

4.1.1.2 酵母菌的繁殖
用于酒精发酵的酵母是一种单细胞的微生物，属于子囊菌纲。

酵母菌有多种繁殖方式，繁殖方式对于酵母菌的鉴定十分重要。

有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作“假酵母”，而把具有有性繁殖的酵母菌称作“真酵母”。

1．酵母菌的无性繁殖
芽殖：酵母菌最常见的无性繁殖方式是芽殖。

芽殖发生在细胞壁的预定点上，此点被称为芽痕，每个酵母细胞最多有一个芽痕。

成熟的酵母细胞长出芽体，母细胞的细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞的细胞质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体，如此继续出芽。

如果酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细胞脱落前，即可在芽体上又长出新的芽体，最后形成假菌丝状。

裂殖：是少数酵母菌进行的无性繁殖方式，类似于细菌的裂殖。

其过程是细胞延长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个具有单核的子细胞。

进行裂殖的酵母菌种类很少，例如裂殖酵母属Schizosaccharomycesoctosporus（八孢裂殖酵母）等。

h ，待表面冒出大量的CO 2泡沫时，即为培养成熟。

卡氏罐种子的质量标准为：酵母细胞数0.8～1.0亿个/mL ，出芽率20%～30%，染色率1%以下，无杂菌，耗糖率35%～40%，耗糖率可按下式计算：
2．酒母车间扩大培养
酵母菌经试验阶段扩大培养以后，即转入酒母车间扩大培养。

酒母车间所用的培养基，主要以大生产的原料为主，适当添加一些营养物质。

其流程为：卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-→成熟酒母送发酵车间
酒母培养罐：
酒母罐的结构，如图4-3所示，均为铁制圆筒形，其直径与高度之比近1:1，底部为锥形或碟形，底部中央有排出管，罐盖是平的，有的封头也用锥形或碟形，罐体密封。

罐上装有搅拌器，通过传动装置转动，或直接用电机经减速器而带动，搅拌速度为80-100 r ／min ， 因为酒母培养罐的搅拌器利用率不高，因此，有条件的厂如有液体曲车间的工厂就采用通风搅拌罐，以无菌空气代替机械搅拌，其效果一样，不仅简化设备和节省电机与传动装置，还可消除车间噪音。

酒母罐内设有兼作冷却或加热用的蛇管，其冷却面积为醪液容积的2倍左右，大酒母罐体积是小酒母罐体积的10倍，酒母罐的数目，可根据发酵产量来计算。

1-人孔 2-CO 2排出管 3-进醪管 4-视镜 5-温度计 6-冷却水管 7-排醪管
图 4－3酒母培养罐
4.2.3 酒母扩培方法
（1）间歇式培养法 此法是分小酒母罐与大酒母罐两个阶段进行培养。

这种培养方法是先将酒母罐清洗干净，并对罐体和所用管道进行灭菌后，将已制备好的酒母糖化醪或稀糖蜜泵入小酒母罐中，并接人卡氏罐或大三角瓶菌种，通入无菌空气，使卡氏罐酒母与酒母罐的醪液混合均匀，同时提供氧气供酵母菌生长繁殖。

控制酒母醪温度在28～30℃之间进行培养。

待醪液的糖量降低40%～45%、酒精体积分数在3%～4%、液面产生大量的CO 2及酵母细胞数达到0．8亿个/mL 时，酒母即培养成熟，培养时间约20 h 左右。

同样也可将培养成
-%100% 醪液原始糖度酒母成熟醪糖度耗糖率()=醪液原始糖度
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