高濃度糖蜜快速熱澄清發(fā)酵酒精技術(shù)的研究

尚紅巖，姚和平，高亞飛，徐日益，郭藝山，鄧文偉，康勁菊

（1廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316；2廣東徐聞三和發(fā)展有限公司，廣東徐聞524132；3耿馬南華華僑糖業(yè)有限公司酒精分廠，云南耿馬677513；4云南力量生物制品（集團(tuán)）有限公司，云南昆明650031）

高濃度糖蜜快速熱澄清發(fā)酵酒精技術(shù)的研究

尚紅巖1，姚和平2，高亞飛1，徐日益1，郭藝山1，鄧文偉3，康勁菊4

（1廣州甘蔗糖業(yè)研究所 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316；2廣東徐聞三和發(fā)展有限公司，廣東徐聞524132；3耿馬南華華僑糖業(yè)有限公司酒精分廠，云南耿馬677513；4云南力量生物制品（集團(tuán)）有限公司，云南昆明650031）

酒精高濃度發(fā)酵能夠提高發(fā)酵醪液含酒分，可以節(jié)省酒精蒸餾蒸汽消耗量，減少酒精廢醪液排放量，提高設(shè)備利用率，日益受到酒精生產(chǎn)企業(yè)的重視。目前糖蜜酒精生產(chǎn)發(fā)酵含酒分普遍偏低，糖蜜高濃度發(fā)酵面臨很大困難，筆者認(rèn)為主要原因是糖蜜中的灰分和膠體等雜質(zhì)含量不斷增高，會(huì)抑制酵母的繁殖和發(fā)酵，影響糖蜜高濃度發(fā)酵酒精。對(duì)糖蜜進(jìn)行澄清處理是實(shí)現(xiàn)糖蜜酒精濃醪發(fā)酵的快捷途徑，通過對(duì)糖蜜快速熱澄清處理，得到糖蜜高濃度發(fā)酵酒精，與傳統(tǒng)糖蜜酸化后發(fā)酵酒精相比，發(fā)酵含酒分明顯提高，發(fā)酵成熟醪錘度降低。

高濃度糖蜜；快速熱澄清；發(fā)酵酒精

0　前言

目前國內(nèi)對(duì)高濃度發(fā)酵酒精的研究主要集中在淀粉酒精發(fā)酵，對(duì)糖蜜酒精研究很少，為數(shù)不多的研究主要集中在酵母菌種篩選［1-2］。糖蜜中因含有較高可發(fā)酵糖分、維生素和微量元素，是發(fā)酵生產(chǎn)酒精的良好原料，而目前國內(nèi)糖蜜酒精生產(chǎn)發(fā)酵含酒分普遍不高，一般在10％（v/v）左右，低于玉米、木薯等淀粉原料的酒精發(fā)酵含酒分，其一般在12％（v/v）

左右。提高糖蜜發(fā)酵酒精含酒分不僅可以提高設(shè)備利用率，而且可以降低能耗和減少廢液排放，顯著提高酒精生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，具有重要意義。常溫下膠體和灰分分散在高粘度糖蜜中，隨著糖蜜中的灰分和膠體等不斷增高，糖蜜的酸化處理沉降分離效果變差，既使選育出耐高酒分酵母菌種，由于膠體和灰分對(duì)酵母發(fā)酵的抑制，應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)時(shí)也難以實(shí)現(xiàn)高酒分。本研究通過對(duì)糖蜜快速熱澄清處理，盡可能排除無機(jī)鹽灰分、膠體等物質(zhì)，澄清后的糖蜜更容易實(shí)現(xiàn)高濃度發(fā)酵酒精。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1實(shí)驗(yàn)材料

甘蔗糖蜜：廣東徐聞三和發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

菌株：高活性糖蜜酒精干酵母 SIRI08-11（廣州甘蔗糖業(yè)研究所）。

1.1.2儀器設(shè)備

三角瓶（250、500 mL），容量瓶250 mL，量筒250 mL，溫度計(jì)1～100℃，糖錘度計(jì)，酒度計(jì)，電熱恒溫培養(yǎng)箱。

1.2實(shí)驗(yàn)步聚

取2種甘蔗糖蜜，分析糖分和錘度。將糖蜜稀釋至55～60 °Bx，加濃硫酸將pH值調(diào)至3.3～3.4，加 0.03％的尿素，將調(diào)好的濃糖蜜溶液分別對(duì)半裝入500 mL三角瓶中，一個(gè)放在常溫下澄清，另一個(gè)放入65℃的熱水浴中恒溫1 h。再將2種糖蜜澄清液分別稀釋至25 °Bx（實(shí)驗(yàn)一）及30 °Bx（實(shí)驗(yàn)二），加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃電熱恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h，之后測(cè)定各樣品的糖錘度及酒分。

2　結(jié)果與討論

2.1糖蜜樣品糖分及錘度

糖蜜1和糖蜜2的糖分和錘度如表1所示。

表1　糖蜜糖分及錘度

2.2實(shí)驗(yàn)一結(jié)果分析

糖蜜經(jīng)過傳統(tǒng)酸化與加熱澄清處理后，稀釋至25 °Bx，加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃電熱恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h，之后測(cè)定各樣品的發(fā)酵酒分和錘度（2個(gè)糖蜜處理樣品以A，B表示，糖蜜處理方式分別以“酸化”和“澄清”表示），數(shù)據(jù)對(duì)比見圖1和圖2。由表2、圖1及圖2可看出，糖蜜經(jīng)加熱澄清并稀釋到25 °Bx后接種酵母發(fā)酵，2個(gè)樣品發(fā)酵含酒分分別升高了0.43％（v/v）和0.40％（v/v）；發(fā)酵后糖錘度分別降低了1.87 °Bx和0.54 °Bx。

表2　25 °Bx糖蜜發(fā)酵酒分和錘度

2.3實(shí)驗(yàn)二結(jié)果分析

糖蜜經(jīng)過傳統(tǒng)酸化與加熱澄清處理后，分別稀釋到30 °Bx，加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃電熱恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h，之后測(cè)定各樣品的發(fā)酵酒分和錘度（2個(gè)糖蜜處理樣品以C，D表示，糖蜜處理方式分別以“酸化”和“澄清”表示），數(shù)據(jù)對(duì)比見圖3和圖4。從表3、圖3和圖4中可以看出，糖蜜經(jīng)過加熱澄清并稀釋到30 °Bx接入酵母發(fā)酵，2組樣品發(fā)酵糖錘度分別下降0.64 °Bx和0.80 °Bx，含酒分分別升高1.08％（v/v）和0.40％（v/v）。

圖1　酸化和快速熱澄清后25 °Bx糖蜜發(fā)酵錘度對(duì)比

圖2　酸化和快速熱澄清后25 °Bx糖蜜發(fā)酵酒分對(duì)比

圖3　酸化和加熱澄清后30 °Bx糖蜜發(fā)酵錘度對(duì)比

表3　30 °Bx糖蜜發(fā)酵酒分和錘度

圖4　酸化和加熱澄清后30 °Bx糖蜜發(fā)酵酒分對(duì)比

糖蜜經(jīng)加熱澄清和傳統(tǒng)酸化處理后分別稀釋至25 °Bx和30 °Bx發(fā)酵，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過加熱澄清后的發(fā)酵酒分明顯升高，發(fā)酵錘度明顯降低，發(fā)酵效果優(yōu)于傳統(tǒng)酸化處理。

3　展望與建議

目前糖蜜酒精生產(chǎn)主要是硫酸酸化處理，高濃度糖蜜常溫下粘度大，澄清效果差，酸化時(shí)間即使長達(dá)4 h以上，也很少能排除灰分和膠體。糖蜜適當(dāng)加熱后，粘度下降，膠體通過絮凝作用吸附灰分，懸浮物沉降，糖蜜純度提高，有利于高濃度發(fā)酵酒精，因此對(duì)糖蜜進(jìn)行快速熱澄清處理將成為高濃度發(fā)酵酒精的重要支撐技術(shù)［3］。通過以上研究表明，糖蜜加熱澄清后，發(fā)酵酒精含酒分明顯高于傳統(tǒng)酸化處理，發(fā)酵后的錘度明顯降低。發(fā)酵酒分提高可明顯降低蒸餾蒸汽消耗，減少酒精廢醪液的排放量，發(fā)酵錘度降低可減少污染物含量，有利于實(shí)現(xiàn)糖蜜酒精生產(chǎn)的節(jié)能減排。

［1］梁磊，張遠(yuǎn)平.基于基因組改組技術(shù)選育多重抗性乙醇酵母［J］.現(xiàn)代食品科技，2009，25（10）：1107-1114.

［2］陳東，陸琦.甘蔗糖蜜酒精高產(chǎn)酵母菌株MFl001的高濃發(fā)酵生產(chǎn)試驗(yàn)［J］.廣西科學(xué)，2011，18（4）：385-391.［3］尚紅巖.甘蔗糖蜜酒精無酸發(fā)酵應(yīng)用現(xiàn)狀與展望［J］.甘蔗糖業(yè)，2014（5）：57-59.

（本篇責(zé)任編校：李金玉）

Study on the Fermentation Technology of High Concentration of Molasses Alcohol Rapid Heating Clarification

SHANG Hong-yan1， YAO He-ping2， GAO Ya-fei1， XU Ri-yi1， GUO Yi-shan1， DENG Wen-wei3， KANG Jin-ju4
（1Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery， Guangzhou 510316；2Guangdong Xuwen Sanhe Development Co.Ltd， Xuwen， Guangdong 524132；3Gengma Nanhua Huaqiao Sugar Co.
Ltd， Gengma， Yunnan 677513；4Yunnan Power Biological Products （Group） Co.Ltd， Kunming 650031）

High concentrations of alcohol fermentation could improve fermentation ethanol contents， save alcohol distillation steam consumption， reduce waste liquor of alcohol， and improve the utilization rate of equipment.It had been paid more attention by alcohol production enterprises.The content of alcohol fermentation of molasses alcohol was generally low， so the molasses high concentration fermentation was facing great difficulties.The author thought that the main reason was ash and colloid impurities content in molasses increasing continuously， which could inhibit yeast growth and fermentation and affect the molasses fermentation of high concentration alcohol.The rapid clarification of molasses was a quick way to realize high concentration fermentation of molasses.The high concentration fermentation of molasses alcohol was obtained through the molasses rapid thermal clarification， compared with the traditional acidification fermentation of molasses alcohol， molasses alcohol fermentation liquor with clarification obviously improved， and mature fermented mash brix reduced.

High concentration of molasses； Rapid heating clarification； Fermentation alcohol

TS249.3

B

1005-9695（2016）03-0028-04

2016-04-11；

2016-06-06

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013B010102002、2014A010107017、2016B070701005）；廣東省科學(xué)院專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)（2016GDASPT-0208）作者簡(jiǎn)介：尚紅巖（1974-），男，高級(jí)工程師，主要研究方向：生物發(fā)酵；E-mail：710771622@qq.com

尚紅巖，姚和平，高亞飛，等.高濃度糖蜜快速熱澄清發(fā)酵酒精技術(shù)的研究［J］.甘蔗糖業(yè)，2016（3）：28-31.