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對固稀發(fā)酵制醋工藝中原料的酒精發(fā)酵的介紹

（此文本只作參考，不作建廠(chǎng)實(shí)用工藝）

介紹：本文是我公司以多年生產(chǎn)釀造設備的經(jīng)驗，對固稀發(fā)酵生產(chǎn)食醋中原料的酒精發(fā)酵工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并對其在固稀發(fā)酵釀造食醋生產(chǎn)中的應用加以闡述。分析了實(shí)際生產(chǎn)中出現質(zhì)量的問(wèn)題，以及解決問(wèn)題的辦法。其目的是提高制醋廠(chǎng)家所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，并保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。

食醋是人們日常生活中不可缺少的酸性調味品。醋是經(jīng)過(guò)兩段發(fā)酵得到的一種醋酸稀釋液。近年來(lái)，食醋生產(chǎn)中多采用固稀發(fā)酵法釀造食醋，固稀發(fā)酵法結合了傳統的固態(tài)發(fā)酵法和現代新型的液態(tài)發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)大大提高了原料的出醋率。固稀發(fā)酵是在酒精發(fā)酵階段為稀醪發(fā)酵，在醋酸發(fā)酵階段為固態(tài)發(fā)酵。食醋生產(chǎn)過(guò)程中，酒精發(fā)酵是重要的工序。酒精發(fā)酵時(shí)酵母在厭氧氣條件下經(jīng)過(guò)菌體內一系列酶的作用，把可發(fā)酵性糖轉化成酒精和CO2，然后通過(guò)細胞膜把產(chǎn)物排出體外的過(guò)程。酒精的生成量直接影響醋酸的生成量和食醋的產(chǎn)量，后來(lái)影響原料的利用率和企業(yè)的經(jīng)濟效益。

一、 酒精發(fā)酵工藝簡(jiǎn)述

1.1工藝流程

水、Na2CO3、CaCl2 α-淀粉酶 糖化酶 活性干菌母

↓　　　　 ↓　　　　 ↓ 　　↓

原料→粉碎→調漿→蒸煮糊化→液化→冷卻→糖化→酒精發(fā)酵→成熟酒醪

1.2工藝簡(jiǎn)述

1．2.1原料

玉米3200kg，細谷糖80k，麩皮120k，水400k，食鹽3.75-7.5k

1.2.2水磨與調漿

將碎米浸泡使米粒充分膨脹，將米與水1：1.5的比例送入磨粉機，磨成70目以上的細度粉漿。使粉漿度在20%-23%，用碳酸鈉調至PH至6.2-6.4，加入氯化鈣和α-淀粉酶后，送入糖化罐。

1.2.3調漿

用10% Na2CO3溶液調節粉漿PH至6.2-6.4之間，用原料的0.1%-0.3%的CaCl2來(lái)保護α-淀粉酶的熱穩定性，調節粉漿波美度

16°Be′。

1.2.4液化-糖化

淀粉原料本身是不能被酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等微生物利用的，只有通過(guò)必要的液化和糖化，將大分子的有機物質(zhì)充分轉化成被酵母

利用的可發(fā)酵性糖類(lèi)物質(zhì)。糖漿在液化罐內應攪拌加熱，在85-92℃下維持10-15min（秒），用碘液檢測棕黃色表示已達到終點(diǎn)，在升溫至100℃維持10 min（秒），達到滅菌和失活的目的，然后送入糖化罐。將液化醪冷至60-65℃時(shí)加入麩曲，保溫糖化35 min（秒），待糖液降溫至30℃左右，送入酒精發(fā)酵罐。

1.2.5酒精發(fā)酵

酒精發(fā)酵時(shí)酵母菌將發(fā)酵性糖經(jīng)過(guò)細胞內酒化酶作用，生成酒精和CO2，并將CO2排出體外，因此控制的中心應圍繞酵母菌進(jìn)行，即環(huán)境條件應有利于酵母的適度生長(cháng)和酒精的代謝。將糖液加水稀釋至7.5-8.0波美度，調PH=4.2-4.4接入酵母，在30-33℃進(jìn)行酒精發(fā)酵。

二、 淀粉質(zhì)原料的糖化

淀粉質(zhì)原料經(jīng)過(guò)高溫高壓或低溫低壓蒸煮后，淀粉糊化為一種溶解狀態(tài)，但還未轉變成可發(fā)酵糖類(lèi)。因此，酵母菌還不能利用它進(jìn)行酒精發(fā)酵，在酒精發(fā)酵中，對蒸煮醪液加入一定量的糖化劑，使淀粉轉變成可發(fā)酵性糖，這一轉變過(guò)程工業(yè)上稱(chēng)為淀粉質(zhì)原料的糖化。

2.1淀粉糖化原理

淀粉的糖化過(guò)程是一個(gè)復雜的生物化學(xué)反應過(guò)程，反應中包含淀粉的液化和糖化以及蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下分解成氨基酸等過(guò)程，原料中的有機含磷化合物在磷酸酯酶的作用下可將其中可溶性磷酸鹽分解出來(lái)，使糖化醪中的磷酸鹽含量增加，這對酵母菌的生長(cháng)和發(fā)酵

有利，淀粉的糖化實(shí)質(zhì)上就是酶對淀粉的作用過(guò)程。

2.2影響糖化醪質(zhì)量的主要因素

2.2.1糖化溫度

酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白酶，各種酶的反應有其適的溫度，當反應溫度低于反應溫度時(shí)，酶的反應的速度隨著(zhù)反應溫度的升高而增加；當反應溫度高于適溫度時(shí)，酶蛋白就會(huì )逐漸產(chǎn)生變性而作用減弱，甚至喪失其催化活性，酶反應的速度也隨著(zhù)反應溫度的升高而下降。

糖化過(guò)程中淀粉酶的作用主要以葡萄糖淀粉酶（簡(jiǎn)稱(chēng)糖化酶）為主，糖化酶的作用適溫度在50-6-℃。一般糖化溫度控制在58-60℃，在這一溫度范圍內，糖化酶既能迅速地水解淀粉，酶活力又不致遭到很大破壞，也可防止發(fā)酵中雜菌污染。

2.2.2糖化時(shí)間

在生產(chǎn)上，糖化時(shí)間要求在20-30min（分），糖化率在47%-56%，糖化時(shí)間不宜過(guò)長(cháng)，時(shí)間過(guò)長(cháng)不但所增加的糖量有限，而且容易使糖化酶在58-60℃這樣的高溫下產(chǎn)生變性，導致酶鈍化或失活。

2.2.3糖化PH值

采用淀粉酶作為糖化刑時(shí)，控制好糖化醪的PH值是十分重要的。PH值控制不當會(huì )引起酶失活，影響淀粉的糖化作用。生產(chǎn)中液化型淀粉酶的PH值控制在6.2-6.4。

三、 影響酒精發(fā)酵的幾個(gè)因素

3.1加水量與糖度的關(guān)系

水量的多少直接影響淀粉原料的糖化程度。水量不足，原料中淀粉糊化不充分，α-淀粉酶難以完全分解淀粉，因而影響到后續的糖化程度。水量過(guò)多，糖化醪的糖度過(guò)低，不適宜生產(chǎn)。

3.2通風(fēng)情況對酒精發(fā)酵的影響

通風(fēng)與不通風(fēng)，通風(fēng)次數的多少對酒精生成量影響很大，不通風(fēng)或通風(fēng)次數過(guò)多，酒精生成量較低。而以通風(fēng)2-3次可控制酒精大生成量。

四、 提高酒精發(fā)酵率的可行性措施

4.1提高酒母細胞數

原料中除含豐富的淀粉質(zhì)外，還含有豐富的維生素、微性元素，所以使酵母菌繁殖，生長(cháng)旺盛，從酵母菌生理特性和適應條件考慮，并嚴格按工藝規程進(jìn)行，是能把酒母制好，使酒精發(fā)酵趨于正常和提高酒精發(fā)酵率的。

4.2酒精發(fā)酵溫度的控制

因理論上工藝要求，前期酒精發(fā)酵為酵母生長(cháng)、繁殖期，佳溫度為26-28℃，中間主發(fā)酵期溫度為30-34℃，后期力30-32℃。實(shí)際生產(chǎn)中，因為初、主發(fā)酵溫度無(wú)法分界點(diǎn)，致使初發(fā)酵期溫度過(guò)高，不利于酵母的生長(cháng)繁殖。如果采用醋酸發(fā)酵噴淋管形式，從酒精發(fā)酵

罐頂部均勻淋下40-50℃的熱水，使能升至主發(fā)酵期的溫度30-34℃，使熱水不從局部下入而損壞細胞，從而有利于酒精發(fā)酵。

五、 結論與討論

理論上要求酒精發(fā)酵時(shí)間以72小時(shí)較為理想，但在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中因考慮到成本和產(chǎn)品質(zhì)量等因素通常以48小時(shí)為酒精發(fā)酵時(shí)間。

使用糖化酶、干酵母保證了發(fā)酵劑的質(zhì)量穩定，節約了部分制曲、制酒母的原料，降低了生產(chǎn)成本。使用部分麩曲克服了糖化酶酶系單一的缺陷，豐富了酶系，使發(fā)酵，成品風(fēng)味頗佳。雙酶水解法的應用，由于酶的專(zhuān)一性強，所以糖化過(guò)程中副反應也相應減少，提高了糖化醪的質(zhì)量。有利于企業(yè)提高成品醋的質(zhì)量和風(fēng)味。

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