第八章 酒精发酵

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酒精酵母的培养
8-1-6 酵母培养中异常现象的处理 1.细胞数少 原因：接种量少或醪液有问题 处理：补种、通风、延长培养时间。 查醪液糖度、酸度、温度
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8-1-6 酵母培养中异常现象的处理

2. 耗糖率低 原因：糖浓度低、细胞少、时间短 处理：调整糖的浓度或补加酶； 增加接种量或旺盛发酵醪； 适当延长酵母培养时间
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8-1
酒精酵母的培养
8-1-2 酵母的生长条件 温度：25-35℃生长良好，取28-30℃ ＜28℃→生长慢；＞30℃→易衰老 pH值：4-6生长良好，取下限 糖浓度：5-18%可生长，取下限 氨基酸、无机盐
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8-1 酒精酵母的培养
8-1-3 酵母的扩大培养 1.实验室培养 原菌→斜面→液体试管→三角瓶→卡氏罐 米曲汁 米曲汁 米曲汁 酒母糖化醪 28-30℃ 28-30℃ 28-30℃ 28-30℃ 3-4天 24h 15-20h 18h 一环 1:15-20 1:10
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8-1-7 活性干酵母（AADY）的应用
1.工艺流程 活性干酵母→复水活化 ↓ 糖化醪→酒母糖化罐→大酒母培养罐→ 泵入发酵罐
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8-1-7 活性干酵母（AADY）的应用
2.工艺条件 复水活化：5Kg活性干酵母、40L糖化醪、 80L水混合,30℃、 30min;（15m3） 大酒母：糖化醪经100 ℃灭菌冷却至30℃ 后与活化酵母混合， 32-34℃培养6-8h
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8-2-6 影响酒精发酵的因素
1.糖化醪的浓度： 一般16-18Bx（乙醇8-9%v） 浓度低→耗能↑ 浓度高→反馈↑ 2.发酵温度 温度低→ 时间↑ 温度高→染菌↑、衰老↑
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8-2-6 影响酒精发酵的因素
3.pH值： 一般4.0-4.5 pH值低→抑制酵母生长、代谢 pH值高→易染菌
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8-2 淀粉质原料的酒精发酵
8-2-2 乙醇发酵机理 2.过程 前发酵：10h± 28-30℃，酵母繁殖、后糖化 主发酵：12h± ＜34℃，乙醇发酵 后发酵：40h± 30-32℃，残糖发酵
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8-2 淀粉质原料的酒精发酵
8-2-2 乙醇发酵机理 后发酵时间长的原因： 1.6键的水解速度慢; 乙醇的反馈抑制作用; 酵母失活; 酶失活;
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8-2-2 乙醇发酵机理 4.酒精发酵过程中主要副产物的生成 杂醇油：大于二个碳的一元醇的混合物， 异戊醇占50%±。 通式： RCH(NH2)COOH+H2O→RCH2OH+CO2+NH3
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8-2-2 乙醇发酵机理 4.酒精发酵过程中主要副产物的生成 异戊醇的生成 (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH+H2O→ 亮氨酸 (CH3)2CHCH2CH2OH+CO2+NH3 异戊醇 还有：琥珀酸- 由谷氨酸脱氢、脱羧生成； 醛、酯的形成等。
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8-1 酒精酵母的培养
8-1-3 酵母的扩大培养 2.车间培养 卡氏罐→小酒母罐→大酒母罐→酵母成熟醪 酒母糖化醪 酒母糖化醪 28-30℃ 28-30℃ 12h± 8h± 1:8 1:5 耗糖率40-45% 耗糖率45-50%
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8-1 酒精酵母的培养
8-1-4 酵母的质量指标 细胞数：1-1.5亿/ml 出芽率：15-30% 耗糖率：40-50% 酸度：不增高 死亡率： ＜1%
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8-2-3 酒精发酵工艺
1.间歇时发酵工艺（在一个罐中完成全过程） 一次加满法：10%酒母，配套间歇糖化 工艺流程： 糖化醪→加酒母→发酵→发酵成熟醪→去蒸馏 工艺条件： 发酵罐填充系数0.9 糖化醪温度 27-30℃ 发酵温度＜34℃、发酵时间60-72h
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8-2-3 酒精发酵工艺
1.间歇时发酵工艺（在一个罐中完成全过程） 分次添加法：10%酒母，配套间歇糖化，发酵罐 容积大于糖化器容积；加满罐时 间＜10h（前发酵时间） 连续添加法：6-8%酒母，配套连续糖化，加满 罐时间＜10h（前发酵时间） 分割主发酵醪法：第一罐加1/3酒母，配套连续 糖化，加满罐时间＜10h （前发酵时间）
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8-2 淀粉质原料的酒精发酵
8-2-2 乙醇发酵机理 3.酒精发酵机制 EMP C6H12O6 → CH3COCOOH →CH3CHO →C2H5OH ↓ CO2
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8-2-2 乙醇发酵机理
4.酒精发酵过程中主要副产物的生成 二氧化碳： C6H12O6 →2C2H5OH+2CO2 甘油：CH2O-P CH2O-P CH2OH │ │ │ C=O → CHOH → CHOH │ │ │ CH2OH CH2OH CH2OH 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 甘油
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8-1-6 酵母培养中异常现象的处理
3.出芽率低、酵母空胞大 原因：糖化醪营养不足，时间过长； 处理：添加糖化醪或营养物质， 缩短培养时间 4.酵母死亡率高 原因：酸度高、温度高、含抑制物； 处理：调酸、调温、补加营养、补种
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8-1-6 酵母培养中异常现象的处理
5.酵母醪中杂菌多 原因：设备杀菌不彻底、 糖化醪带杂菌 处理：无菌操作、酸处理、加青霉素
第八章 酒精发酵
第一节 酒精酵母的培养 第二节 淀粉质原料的酒精发酵
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酒精酵母的培养
8-1-1 酵母的生长原理 1.巴斯德效应 2.反巴斯德效应 C6H12O6+2ADP+2Pi →2C2H5OH+2CO2+2ATP C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→6CO2+6H2O+38ATP
第八章 小结




酵母在有氧条件下的生长速度大于其在厌 氧条件下的生长速度； 酵母菌培养分为实验室培养和车间培养； 酒精发酵分为前发酵、主发酵、后发酵三 个阶段，60-72h； 发酵工艺分为间歇发酵、半连续发酵、连 续发酵三种工艺； 发酵副产物有二氧化碳、甘油和杂醇油等
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8-2-3 酒精发酵工艺
2.半连续发酵工艺（前发酵、主发酵为连续、 后发酵为间歇） 部分串联工艺： 第一罐加1/3酒母，前三个罐为 完全串联，完成前发酵和主发 酵，在后面的发酵罐中完成后 发酵。
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2.半连续发酵工艺（前发酵、主发酵为连续、 后发酵为间歇） 完全串联工艺： 第一罐加1/3酒母，然后加入糖 化醪至满（10-12h），继续流 加糖化醪溢流至下一罐1/3处， 停止向第一罐流加糖化醪进行 后发酵。转向下一罐流加糖化醪。
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8-2-4 酒精发酵设备 厌氧、无搅拌、有冷却、 D:H=1: 1.1-1.4
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8-2-5 发酵成熟醪指标 1.外观糖度：含乙醇干扰，可能有负值 (-1.0以下)； 2.还原糖：蒸去酒精后菲林定糖0.1-0.3%； 3.残总糖:0.3-0.6 4.酸度:2-4 5.挥发酸:≯0.15 6.乙醇含量:9-11%(v/v)
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8-1 酒精酵母的培养
8-1-5 影响酵母质量的主要因素 菌种状态：应使用处于旺盛期的种子； 留种＜20代 温度：温度高→易衰老；温度低→时间长； 取28℃± pH值：4.0-4.5 氧气：巴斯德效应；2-3m3空气/m3醪液.h 杂菌污染：用硫酸调pH值，或加入青霉素抑 制 细菌生长，0.5-1μ/mL醪液
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8-2 淀粉质原料的酒精发酵
8-2-1 目的和要求 目的：将可发酵性糖转化为乙醇 要求：保证酵母迅速繁殖并占生长优势 保证后糖化的进行 保证厌氧发酵、防止杂菌污染
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8-2 淀粉质原料的酒精发酵
8-2-2 乙醇发酵机理
1.特点： 底物为葡萄糖等可发酵性糖— 需糖化 为放热反应— 需要冷却 为胞内反应— 需要保持酵母活性