高濃度酒精發(fā)酵技術的研究進展

陳文秀 王繼富 董守亮 楊鵬飛（吉林燃料乙醇有限公司，吉林 吉林 132101）

高濃度酒精發(fā)酵技術的研究進展

陳文秀 王繼富 董守亮 楊鵬飛（吉林燃料乙醇有限公司，吉林 吉林 132101）

工業(yè)發(fā)酵的種類多種多樣，酒精發(fā)酵也是其中重要的一項發(fā)酵技術。從20世紀后期開始，酒精發(fā)酵技術誕生，經過研究者幾十年的研究改進，如今的高濃度酒精發(fā)酵技術已經比原始的酒精發(fā)酵技術有了很好的完善，雖然發(fā)酵原料還都是以糧食和植物纖維為主，但是發(fā)酵酒精濃度已經由原來的12%提升到了現在16%，淀粉利用率也有了很大的提升，如今基本都可以達到90%。除此之外，高濃度酒精發(fā)酵時間也有了很大程度的縮短，一般發(fā)酵過程能控制在50小時以內完成。

高濃度;酒精發(fā)酵;研究進展

隨著社會的發(fā)展，可持續(xù)理念深入人心，人們真切的意識到不可再生資源隨著時間的推移是會漸漸用完的，要研究出利用綠色環(huán)保的可再生資源來代替那些不可再生資源的使用。石油，汽油是不可再生資源，人們想到了用酒精代替，而酒精的發(fā)酵技術從20世紀后期就已經誕生，而且發(fā)酵原料都是以可再生的糧食或者植物纖維，這就完全符合可持續(xù)發(fā)展的理念。但是社會一直在向前發(fā)展，社會需求也隨著擴大，簡單原始的發(fā)酵方法已經不能滿足社會的需求，在各國研究院的不懈努力下，終于研發(fā)出來一種高濃度酒精發(fā)酵技術。

1 高濃度酒精發(fā)酵的概述

所謂高濃度發(fā)酵，就是指發(fā)酵液與可溶性物質比不高于18%，并且這種高濃度的發(fā)酵技術在之前已經被國外的研究者提出過。原始的發(fā)酵液的可溶性物質與發(fā)酵液的濃度比會控制在12%以下，超過這個濃度就會被稱為高濃度。即使在工業(yè)生產中，發(fā)酵液的糖濃度也不會超過20%，因為在酵母菌的發(fā)酵公式中，糖濃度的升高會導致乙醇濃度有升高，而乙醇濃度的過高就會反過來抑制酵母菌的發(fā)酵作用，所以在工業(yè)發(fā)酵生產中對糖濃度的限定也是很嚴格的?，F在的工業(yè)發(fā)酵中，經常會用純天然的谷物來作為原料，經過發(fā)酵，可溶性物質在發(fā)酵有中的濃度都會在20%以上，而這種發(fā)酵方法和發(fā)酵濃度在工業(yè)生產中都比比較常見。除此之外，也有一些研究人士將高濃度發(fā)酵解釋為，在發(fā)酵液中含有可溶性物質糖化醪的濃度得到30%甚至更多，于此同時也有專業(yè)人士曾經提出，但發(fā)酵液中的可溶性物質濃度過高是酵母菌會出現失活的現象，所以高濃度發(fā)酵在工業(yè)和企業(yè)的生產中并不是很適用。

2 高濃度發(fā)酵的優(yōu)勢和弊端

低碳環(huán)保是21世紀以來工業(yè)工廠發(fā)展的追求和目標，而在工業(yè)的酒精發(fā)酵技術中，高濃度發(fā)酵就符合社會工業(yè)發(fā)展的低碳環(huán)保戰(zhàn)略。在高濃度發(fā)酵與傳統酒精發(fā)酵相比較而言，可溶性固體物質從傳統的每100g發(fā)酵溶液中加入16g可溶性物質，到如今的高濃度發(fā)酵每100g發(fā)酵液中加入32g可溶性固體物質，雖然可溶性物質增多了一小部分，但是在用水方面卻有了很大程度上的節(jié)約，大概可以比以前節(jié)省過半的水還多。另外，高濃度發(fā)酵不但在用水上達到了節(jié)約的效果，而且還提高了酒精的產出量。并且利用高濃度酒精發(fā)酵技術在工業(yè)生產中，對機械設備的利用率有了很大的提高，在工業(yè)生產中，用同樣的設備就可以獲得比之前多的產出量，由于機械設備用的少了，工廠工作的效率自然是變高了，對周圍的環(huán)境污染也就自熱減少了。高濃度發(fā)展符合如今的發(fā)展理念，正在受到世界工業(yè)的追捧。

高濃度發(fā)酵雖然有節(jié)省成本，增加產出的優(yōu)點，但是在高濃度發(fā)酵過程中也會遇到一些問題。在高濃度糖化醪發(fā)酵的過程中，由于糖化醪的濃度過高，導致發(fā)酵時間會延長，并且發(fā)酵不完全的情況也是經常發(fā)生。而出現這些的原因是產物產生的過多，導致發(fā)酵液中可以提供的營養(yǎng)物質達不到標準所導致的。在加上糖化醪具有粘度特別大的特點，也會在運輸方面產生不少問題。

3 高濃度酒精發(fā)酵的進展

20度是酒精發(fā)酵中比較常見的發(fā)酵溫度，在這個溫度下，小麥糖化液中可以有三分之一的可溶性固化物完全發(fā)酵，來發(fā)酵產生超過四分之一的酒精。高濃度發(fā)酵過程中用到的糖化醪較多，就使得發(fā)酵液變得粘度也會比較高，而發(fā)酵液要控制在好處理的程度才會在發(fā)酵中發(fā)揮出最有益的部分。所以高濃度酒精的發(fā)酵要選用低粘度的糖化醪來處理發(fā)酵液才能保證酒精的發(fā)酵質量。

在高濃度發(fā)酵過程中，當糖濃度過高時，尤其是超過30%時，酒精發(fā)酵的速度會降到很低，而且糖分的利用率也變得很低，基本都達不到被充分利用。發(fā)酵液中的糖類濃度過高也會影響溶液的滲透壓，而滲透壓的升高對酵母菌的生長有抑制作用，甚至會導致酵母菌失活。對發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質和營養(yǎng)成分做出相應的改變，能提高酵母菌的存活率，并且在高濃度的酒精溶液中仍然可以保證酵母菌的存活不受影響。酒精發(fā)酵過程中，為酵母提供充足的營養(yǎng)物質和養(yǎng)分，可以使酵母在糖濃度高的溶液中仍然有效的發(fā)酵溶液產生酒精。在酒精發(fā)酵的過程中應用培養(yǎng)基可以提高酒精產生率，尤其是加入含有氮源的培養(yǎng)基可以提高酵母菌對酒精的耐受性，提高酵母菌在高濃度酒精溶液中的存活率，進而使得酒精發(fā)酵的速率也有所加快。

4 結語

在這個飛速進步和發(fā)展的時代，要想穩(wěn)步持續(xù)的發(fā)展下去，必須適應時代的發(fā)展方向。如今的社會都在提倡低碳環(huán)保的發(fā)展理念，和可持續(xù)發(fā)展觀，在工業(yè)發(fā)酵過程中，高濃度酒精發(fā)酵技術用它應時代步伐的優(yōu)勢，在工業(yè)生產中充當著當之無愧的寵兒。

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