酒精发酵工艺过程
酒精发酵工艺过程_医学_高等教育_教育专区。淀粉原料酒精发酵 （Alcohol Fermentation） 1 酒精制造过程 原料(淀粉、纤维素) 酸解 酶解 水解 单糖 发酵 发酵产物 蒸馏… 酒精 2 Yeast (Saccha
淀粉原料酒精发酵 （Alcohol Fermentation） 1 酒精制造过程 原料(淀粉、纤维素) 酸解 酶解 水解 单糖 发酵 发酵产物 蒸馏… 酒精 2 Yeast (Saccharomyces cerevisae) 一、生化机制 C6H12O6 ? 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O 3 4 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 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 5 6 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） 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae ） 及其变种 7 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 8 淀粉质原料酒精生产工艺流程 ? 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 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 9 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 10 1. 原料预处理 （1）除杂——筛选、风选、磁力除铁 （2）粉碎——干法、湿法 11 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 12 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 13 4.糖化 （1）纤维素的水解 （2）淀粉的水解 14 ?-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 15 ?-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 16 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 17 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 18 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 19 菌种储存 酵母菌分离 接种 扩大培养 20 菌种培养 卡氏罐接种 21 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 总时间：60~72h 22 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。 23 固体发酵蒸馏器 液体发酵蒸馏器 乙醇精馏器 24 淀粉糖化的制备及酒精发酵 25 实验目的及要求 ?掌握用酶法从淀粉原料到水解糖的制备原理及方法， 淀粉水解糖酒精发酵方法。 ?掌握酒精含量的测定方法。 26 实验原理 实验室中常采用酶解法制备淀粉水解糖。 酶解法是指利用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。 酶解法制葡萄糖可分为两步： 第 l 步是利用α- 淀粉酶将淀粉液化为糊精及低聚糖，使淀 粉的可溶性增加，这个过程称为液化； 第2步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为 葡萄糖的过程，在生产上称为糖化。 淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故也称为 双酶水解法。 利用酒精酵母将可酵糖转化为酒精的过程称为发酵。 27 实验步骤 酒精酵母的活化：称取2g蔗糖，溶于100ml经煮沸并冷却的水 中，加入1g活性干酵母于培养箱中30℃活化2hr，备用。 混合醪发酵： （1）液化：称取50g淀粉，置于500ml三角瓶中，配制30％的淀 粉乳，混匀，记下液面刻度，加入α-淀粉酶（酶用量为4U/g淀粉 原料）进行液化，得到糊化醪。液化温度为85℃，液化时间为 30min，然后冷却至58~60℃，保温。 （2）糖化：在糊化醪中分别加入糖化酶200U/g淀粉原料和 400U/g淀粉原料，在58~60℃保温糖化30min得到糖化醪。 （3）发酵：将糖化醪冷却至30℃，用无菌吸管接入活化酵母液 5ml，摇匀，密封容器，置入培养箱中于32℃发酵50hr左右后得到 发酵成熟醪，蒸馏，测定酒精含量。 28 实验分析项目 酒精含量测定 采用国标方法——蒸馏法。 29