糖蜜发酵生产酒精

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第四阶段:乙醇的生成。在此阶段,酵母菌在无 氧条件下,继续将丙酮酸进行降解,产生乙醇。
上述酒精发酵机理的几点说明:
(1)葡萄糖在无氧条件下通过酵母菌进行酒精发酵 的全过程必须经过酵母菌体细胞内酶系中的十二 种酶分别顺次作用才能完成。
(2)整个酒精发酵过程是放能反应过程。
在酒精发酵过程中,所放出的能量,部分用 于合成ATP( ATP的主要用途是使葡萄糖磷酸化 以促进发酵作用),其余的能量则发散为热,导 致发酵液温度逐渐升高。因此在发酵工艺管理上 必须严格控制温升和调节温度。
目前我国常用于甘蔗糖蜜酒精发酵 的酵母菌种有AS.2.1189,AS.2.1190, 台湾396号,甘化I号。川345及川102 等。
这些酵母菌种一般用10°Bx麦芽汁 固体斜面培养基,接种后,于30~32℃ 培养48h,然后置于冰箱,在3~5℃下 冷藏保存。
二、糖蜜酒精发酵机理
研究以糖蜜为原料的酒精发酵过程, 则是研究酵母菌如何首先利用菌体内的蔗 糖酶,先将蔗糖水解为可发酵性单糖,然 后如何经过酵母菌体活细胞内的酒化酶 (参与酒精发酵的各种酶及辅酶的总称) 的作用,生成乙醇和二氧化碳,最后通过 细胞质膜将这些产物排泄出来的反应过程。
酒精发酵过程主要经历下述四个阶段,共12 个步骤:
第一阶段:葡萄糖磷酸化,生成活泼的1,6-二 磷酸果糖。这个阶段主要是糖的活化。
第二阶段:1,6-二磷酸果糖分裂为两分子磷酸 丙 糖。
第三阶段:3-磷酸甘油醛经氧化(脱氢作用)并 磷酸化,生成1,3-二磷酸甘油酸,然后将高能磷 酸键转移给ADP,以产生ATP,再经磷酸基变位 和分子内重排后又给出一个高能磷酸键,而后变 成丙酮酸。
(1)单浓度发酵流程 稀糖液浓度控制在22~25°Bx。
(2)双浓度发酵流程
酒母用稀糖液浓度控制在17~20°Bx; 发酵用基本稀糖液浓度控制在36~39°Bx。
(3)稀释加水量的计算
为了制备一定浓度的稀糖液,以便满足发酵
工艺技术条件的要求,糖蜜稀释所需的加水量 和糖蜜量通常用以下公式计算:
M·c前 = V·ρ·c后
静置沉淀等多种手段来完成。 (1)酸化
甘蔗糖蜜本身为微酸性,而酵母发酵的最适pH 为4.0~4.5,所以工艺上要求糖蜜稀释的同时要 加酸酸化。
酸化的目的: ①除可调节适宜发酵的酸度外,还能使部分蔗糖
转化为酵母可直接利用的单糖,有利于促进酵母 迅速增殖、发酵;
②可有效地抑制其他杂菌的繁殖; ③除去杂质。
第二章 糖蜜发酵生产酒 精
第一节 概 述
酒精,学名乙醇,分子式C2H5OH。 用常压蒸馏方法蒸馏出来的酒精,其最高浓 度为95.57%(质量分数),其沸点为78.15℃, 1、 酒精具有一般醇类的化学性质。 2、酒精还具有生物学上和对人体生理上的性质。 3、酒精的用途。 4、酒精的工业生产方法:包括发酵法和化学 合成法两种。
方法:可用浓硫酸外或盐酸,加酸量为 (密度1.86,66°Bé的工业硫酸)每吨 原 糖 蜜 加 2.5L ~ 3.5L , 约 为 稀 糖 液 量 的 0.2%~0.3%。
5、酒精的分类:
按国标(GB394-93)可分为四个等级: P8表1-2-1
优等品、一等品、合格品、粗酒精
按用途分类: 工业酒精:用作燃料,原料、溶剂 医药酒精:用作防腐,消毒、制药 高纯酒精:勾脱各种饮料酒 精馏酒精:勾脱各种饮料酒 无水酒精:化工原料,含量要求达 99.95%以上。
第二节 酒精发酵的机理
式中
M——糖蜜量(kg) c前——稀释前糖蜜浓度(°Bx) V ——稀释后稀糖液体积(m3) ρ——稀释后稀糖液密度(kg/m3) c后——稀释后稀糖液浓度(°Bx)
所需糖蜜量: V·ρ·c后
M = —————— c前
稀释时所需加水量: M ( c前 - c后 )
W=———————— c后
2.澄清 糖蜜澄清处理通常运用加酸酸化、加热灭菌和
一、糖蜜酒精发酵的微生物
酒精发酵使用的微生物是酵母菌,它是一种 兼性厌氧性的微生物,有氧时进行生长、繁殖, 缺氧时进行厌氧发酵。
酵母菌是一种以单细胞作为生命活动方式的 微生物。酵母菌适宜生长的极限温度为0~45℃, 最适生长温度是25~30℃,最适发酵温度是30~ 34℃,在60℃温度下, 10~15min则死亡。酵母 菌适宜生长的极限pH为2.5~8,最适生长pH值是 4.5~5.5,最适发酵pH是4~4.5, pH过高或过 低都会使酵母的生命活动受到抑制甚至死亡。
(3)在酒精发酵过程中总是附带产生多 种多样的副产物。若改变酒精发酵的条
件,发酵反应的方向是可以改变的,产 物和副产物也将随之改变。
第三节 糖蜜酒精发酵
一、糖蜜发酵前的处理
1.稀释 目的:降浓降粘。
(因在高浓度高粘度的情况下,酵母菌 是难以甚至无法直接利用糖蜜进行有效 发酵的)。
根据生产工艺流程的不同,通常稀释 要求的浓度大致如下:
上述反应简单地用如下反应式来表示:
由葡萄糖发酵生成乙醇和二氧化碳的主 反应式(未计算ADP磷酸化的水分子出入在 内)为(见11页):
• 酒精发酵过程的机理实质是酵母菌在酸 性缺氧条件下,并且有无机态磷酸及镁
离ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、钾离子等存在时,分泌出各种酶
所引起的一整套酶促过程。其详细反应 过程可参看微生物代谢的EMP途径。图 1-2-1(12页)
的环境。pH=4.5-5.5
(5)耐温能力 对常用的菌种来说,在28~34℃的范围内,温度越
高发酵越迅速,在34℃以上,发酵速度将减慢,温度在 40℃以上时,酵母衰老,难于发酵,且产酸细菌迅速繁 殖。若温度低于28℃,发酵则缓慢,设备利用率低,产 量下降。
高温地区,应设法选筛适宜高温发酵的酵母菌种 (6)耐渗透压性能强。 (7)能抗重金属的毒害作用
酒精发酵的酵母菌特性要求:
(1)发酵能力强,有较强的酶活性
(2)繁殖速度快:受温度影响
30℃
1hr
20℃
3.5hr
10℃
9hr
(培养繁殖时间)
培养时,T↓,酵母不易衰老
(3)耐酒精能力:
酒精浓度 3%(抑制开始)
6%(抑制作用较明显)
8%(影响生长)
10%(影响生长和发酵)
12%(发酵停止)
(4)耐酸能力 酵母菌对酸的抵抗能力比乳酸菌强,一般适于偏酸
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