发酵工程第四章
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2.蒸料
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3.糖化曲制备
3. 糖化曲分成固体曲和液体曲两种,用麸皮
为主要原料制成的固体曲叫麸曲,采用液 体深层通风培养的称为液体曲。 (1)固体曲的生产 固体曲生产方法有多种, 最早采用的是曲盘制曲,后来发展为帘子 制曲,20世纪60年代以后又逐步采用机械 通风制曲方法。机械通风制曲工艺包括三 角瓶种曲培养、帘子种曲制备和机械通风 制曲等几个工段,流程如图5-7所示。
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3.糖化曲制备
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3.糖化曲制备
制曲过程实际上是将糖化菌扩大 培养,并让糖化菌产生高活力的、 质量合格的各种淀粉酶等酶类的 过程。为此,需要提供让糖化菌 生长和产酶的合适原料、水分、 温度和通气条件等。三角瓶种曲 培养阶段先保温31~32培养16~ 18h,然后扣瓶并继续培养3~4d, 所得种曲要求孢子肥大整齐、稠 密
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2.蒸料
蒸煮工艺看,20世纪50年代前期 我国酒精厂大多采用整粒原料间 歇蒸煮工艺。为了提高蒸煮醪质 量和减轻劳动强度,目前我国各 酒精厂广泛采用连续蒸煮的工艺, 方法有多种,常用有罐式(锅式) 连续蒸煮、管道式连续蒸煮、塔 式(柱式)连续蒸煮等三种方法。
罐式连续蒸煮工艺流程简图如图 . 5-6所示,
第四章 酒精发酵与酿酒
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第四章 酒精发酵
一、酒精发酵原料 二、与酒清发酵有关的微
生物 三、酒精发酵生化机制 四、酒精发酵工艺 五、酒精蒸馏与精馏
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一、酒精发酵原料
(一)淀粉质原料 生产酒精的主要原料。我国发酵 酒精的80%是用淀粉质原料生产 的,其中以甘薯干等薯类为原料 的约占45%,玉米等谷物为原料 的约占35%。
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(二)酵母菌的乙醇发酵
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(二)酵母菌的乙醇发酵
发酵过程中除主要生成乙醇外,还生成少 量的其他副产物,包括甘油、有机酸(主 要是琥珀酸)、杂醇油(高级醇)、醛类、 酯类等。
理论上1mol葡萄糖可产生2mol乙醇;即 180克葡萄糖产生92克乙醇,的率为 51.5%,可是实际得率没有这么高。
因酵母菌体的积累约需2% 的葡萄糖,另 外2%的葡萄糖用于形成甘油,0.5%用于 形成有机酸,0.2%用于形成杂醇油。因此 实际上只有约47%的葡萄糖转化成乙醇。 乙醇发酵中大部分能量仍储存于乙醇之中, 所释放的226kJ自由能中除67kJ(29%)用 于形成ATP外,其余能量以热的形式散发
嗜糖假单胞菌
(Ps.saccharophila),可以利
用葡萄糖进行发酵生产乙醇。
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三、酒精发酵生化机制
不同生产原料,酒精发酵生化过程不 同。对糖质原料,可直接利用酵母将 糖转化成乙醇。对于淀粉质和纤维质 原料,首先要进行淀粉和纤维质的水 解(糖化),再由酒精发酵菌将糖发 酵成乙醇。
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(一)酵母菌的乙醇发酵
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3.糖化曲制备
帘子种曲制备阶段,在接种之后, 培 养 前 期 ( 前 16h) 室 温 保 持 30 ~ 31℃,品温控制不超过34~36℃; 培 养 中 期 (16 ~ 32h) 品 温 控 制 36 ~ 37.5℃ ; 培 养 后 期 (32 ~ 48h) , 前 8h 内 品 温 控 制 在 37 ~ 38℃,后8h最高不超过39℃。机 械通风制曲阶段,一般培养时间 为 24 ~ 32h , 培 养 前 期 即 制 曲 箱 (图5-8) .
.Hale Waihona Puke Baidu
酒清发酵由于所用原料不同, 采用的工艺也不相同。下面扼 要介绍淀粉质原料、糖质原料 酒精发酵工艺过程。
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(一)淀粉质原料酒精发酵工艺
淀粉质原料生产酒精分为原料 预处理、原料蒸煮、糖化剂制备、 糖化、酒母制备、乙醇发酵和蒸 馏等工艺,工艺流程如下图.
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(一)淀粉质原料酒精发酵工艺
1.原料预处理 2.蒸料 3.糖化曲制备 4.糖化 5.酒母制备
(一)淀粉质原料酒精发酵工艺
10h以内控制最高不超过34℃;培 养中期(11~20h),
菌丝大量形成,并释放出大量热量, 应通风控制品温不超过40~42℃; 培养后期(26~30h)
将品温保持37~39℃。所得固体曲 要求菌丝粗壮浓密,具特有的清香, 无异味,无孢子生成。
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3.糖化曲制备
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(四)其他原料
主要指亚硫酸盐纸浆废 液、甘薯和马铃薯淀粉 渣、各种野生植物和乳 清等。用这些原料生产 酒精目前还不多见。
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二、与酒清发酵有关的微生物
糖化菌:曲霉、根霉和毛霉 啤酒酵母(Saccharomyces
cerevisiae),是属于子囊菌亚 门酵母属的一种单细胞微生物。
森奈假单胞菌(Ps.Lindneri)和
(一)淀粉质原料酒精发酵工艺
(2)液体曲生产 液体曲生产工 艺过程包括种子制备、液体曲发 酵和无菌空气制备三部分,其工 艺流程如图5-9所示。
种子罐接种糖化菌孢子悬浮液后, 32℃通风培养36h左右接入培养罐, 在培养罐内培养48h左右即得成熟 液体曲。
1.薯类原料 薯类原料包括甘薯、 木薯和马铃薯等
2.谷物原料(粮食原料)
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(二)糖质原料
糖蜜
甘蔗
甜菜
甜高粱
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(三)纤维质原料
农作物纤维质下脚料(稻草、麦 草、玉米秆、玉米芯、花生壳、 稻壳、棉籽壳等),森林和木材 加工工业的下脚料(树枝、木屑 等),工厂纤维素和半纤维素下 脚料(甘蔗渣、废甜菜丝、废纸 浆等)及城市废纤维垃圾等四类。 用纤维质原料发酵酒精目前尚不 盛行。
6.乙醇发酵
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(一)淀粉质原料酒精发酵工艺
1.原料预处理 (1)原料的除杂 原料诈先要通
过振荡筛、吸铁器等将其中 的混杂的小铁钉、泥块、杂 草、 石块等杂质除去。
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(一)淀粉质原料酒精发酵工艺 2)原料的粉碎
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2.蒸料
淀粉质原料吸水后在高温高压 下蒸煮,可以破坏植物组织和 细胞,使淀粉彻底糊化、液化, 使蒸煮物料成为均一的糊化醪, 为进一步的淀粉转化为糖创造 良好的条件;其次蒸料还有灭 菌的作用。
酵母菌在厌氧条件下可发酵己糖形成 乙醇,其生化过程主要由两个阶段组 成。
第一阶段己糖通过糖酵解途径(EMP途 径)分解成丙酮酸。
第二阶段丙酮酸由丙酮脱羧酶催化生 成乙醛和二氧化碳,乙醛进一步乙醇 脱氢酶被还原成乙醇,整个过程由图 5-3所示。葡萄糖发酵成乙醇的总反应 式为: C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量