酒精发酵工艺过程 PPT课件

淀粉1，4葡萄糖苷酶（糖化酶） 特点：
➢ 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
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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
课程设计产品实例介绍
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation）
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酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解 水解 酶解 单糖
Yeast
发酵
(Saccharomyces cerevisae) 发酵产物
蒸馏…
酒精
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一、生化机制
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
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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
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水洗
粉尘 二次蒸汽
分离 器
拌料罐
蒸煮罐
蒸煮罐 2
蒸煮罐 3
汽液分 离器
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
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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
-淀粉酶（液化型淀粉酶） 特点：
➢ 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
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-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
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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
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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、
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
无氧呼吸公Байду номын сангаас:
酒精发酵: C6H12O6 乳酸发酵: C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+能量（少） 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
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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。
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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。
啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae ）
及其变种
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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
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淀粉质原料酒精生产工艺流程
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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→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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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）
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原料
粉碎机
泵
风机 蒸汽
糖 化
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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
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4.糖化
（1）纤维素的水解 （2）淀粉的水解
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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
米曲汁
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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+2nATP
主要步骤： 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
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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 接种
酵母菌分离
扩大培养
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菌种培养
卡氏罐接种
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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