玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)研究

李文娟　徐成慶

摘 要：酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展前景較強(qiáng)的技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)設(shè)備的要求較地，且綜合效益較高，可以有效提高國(guó)家的發(fā)酵水平，提高生產(chǎn)量，本文根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)理論，重點(diǎn)研究了以玉米為原料時(shí)，進(jìn)行發(fā)酵時(shí)需要采取的工藝技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：酒精活性干酵母；酶制劑；糖化工藝

酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)需要的能耗較低，實(shí)行這種技術(shù)可以有效節(jié)省能耗從根本上降低生產(chǎn)成本，但是酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)在發(fā)酵過程中會(huì)對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)繁殖有限制作用，也會(huì)對(duì)酒精發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用，因此要對(duì)玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行深入研究。通過具體的技術(shù)工藝、技術(shù)的研究，改進(jìn)完善玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技工藝，推動(dòng)酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)的不斷完善，在工業(yè)化生產(chǎn)中得到全面的應(yīng)用。

1 玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和方法

本文試驗(yàn)采用的材料有三種，分別為：酵母菌、酶制劑和玉米粉，其中酵母菌為酒精活性干酵母，酶制劑選擇了以下三種：耐高溫α-淀粉、糖化酶和酸性蛋白酶，玉米粉作為原料使用，其中的淀粉含量為的67.7%。

試驗(yàn)一共分為七個(gè)步驟，第一步，讓酒精活性干酵母活化；第二步，進(jìn)行具體的發(fā)酵試驗(yàn)；第三步，測(cè)定酒精濃度；第四步，測(cè)定殘?zhí)?；第五步，測(cè)定酸性蛋白酶；第六步，測(cè)定α-氨基氮；第七步，測(cè)定酵母菌細(xì)胞數(shù)和存活率。在實(shí)際的測(cè)定環(huán)節(jié)中，分別采用了茚三酮比色法、次甲基藍(lán)染色法、斐林法等，以此保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 結(jié)果和分析

經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)的檢查后發(fā)現(xiàn)，添加酸性蛋白酶會(huì)對(duì)發(fā)酵速率以及酵母菌生長(zhǎng)造成影響，此外酸性蛋白酶添加量也會(huì)對(duì)發(fā)酵造成影響。不僅如此，醪液濃度和糖化時(shí)間也會(huì)對(duì)發(fā)酵造成一定的影響。首先，酸性蛋白酶的作用主要是促進(jìn)玉米原料中的蛋白質(zhì)可以快速水解，以此增加酵母菌的可吸收性氮的作用，也可以促進(jìn)酒精濃醪發(fā)酵的速度[1]。讓整個(gè)生產(chǎn)過程中，都保持在一些旺盛的狀態(tài)下，但是酸性蛋白酶的添加量也需要進(jìn)行控制，否則不僅不會(huì)起到促進(jìn)作用，反而會(huì)對(duì)發(fā)酵造成阻礙。但是酸性蛋白酶的添加也會(huì)對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)造成影響，并不是阻礙，而是促進(jìn)酵母菌和酒精發(fā)酵。隨著醪液濃度的增加，醪液粘度也會(huì)隨之提高，繼而會(huì)對(duì)發(fā)酵的穩(wěn)定性造成影響，經(jīng)過具體試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)雖然在其中加入了酸性蛋白酶，但是降低醪液粘度的問題依舊沒有得到解決。

因此，應(yīng)該對(duì)原料比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，進(jìn)而保證發(fā)酵結(jié)果理想。對(duì)于酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)而言，發(fā)酵周期相對(duì)較長(zhǎng)，通過添加酸性蛋白酶后，營(yíng)養(yǎng)狀況得到了改善，但是酸性蛋白酶雖然可以提升發(fā)酵速度，但是在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)酵時(shí)間依然較長(zhǎng)，可知酸性蛋白酶并不能夠縮短酒精濃醪發(fā)酵周期，但是能夠提高生產(chǎn)率，在降低成本上具有著十分重要的作用。糖化工藝是玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)中最為重要的工藝，其中糖化時(shí)間的控制關(guān)系到最終的生產(chǎn)情況，要根據(jù)采用材料的實(shí)際情況，進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，通過糖化時(shí)間的延長(zhǎng)可以讓酵母菌和酒精發(fā)酵工作得到進(jìn)一步開展。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的比較判斷，可以發(fā)現(xiàn)糖化時(shí)間的羊腸要適度，如果糖化時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)造成污染問題的出現(xiàn)，一般情況下，要將糖化時(shí)間控制在兩個(gè)小時(shí)范圍內(nèi)，在這個(gè)時(shí)間范圍中設(shè)備的利用率較高，配合酸性蛋白酶發(fā)酵促進(jìn)劑，可以得到較優(yōu)的生產(chǎn)結(jié)果。

2 玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在對(duì)玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行了具體的試驗(yàn)后發(fā)，發(fā)現(xiàn)想要讓能讓玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)發(fā)揮出其本身的作用，就要對(duì)玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以此進(jìn)一步提升其本身的節(jié)水節(jié)能性，降低環(huán)境污染，并且提升生產(chǎn)量，推動(dòng)國(guó)家發(fā)酵水平得到全面的發(fā)展。由上述試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，必須要加強(qiáng)對(duì)玉米原料酒精濃醪發(fā)酵工藝條件的關(guān)注，包括：原料粉碎粒度、加水比、糊化條件、液化酶、不同保溫時(shí)間、糖化工藝、外加氮源、最合適pH值、無機(jī)離子的最佳水平、種子培養(yǎng)時(shí)間、種子接種量、最佳搖床轉(zhuǎn)速、最適發(fā)酵溫度、蒸餾廢水的回用、抑制因子等工藝條件。通過這些工藝條件的優(yōu)化，不僅會(huì)對(duì)玉米粉乳的糊化、液化起到有效作用，同時(shí)也會(huì)讓發(fā)酵水平得到充分提升。在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，要盡可能的粉碎原料，同時(shí)保證飼料干燥，其中糖化工藝的控制也極為重要，通過優(yōu)化傳統(tǒng)的糖化工藝可以讓酒精產(chǎn)量得到大幅度的提高，原料的利用率也可以得到充分的提升[2]。

以菌株FYW35玉米原料發(fā)酵為例，在工藝進(jìn)行的過程中，最優(yōu)化的條件如下：首先加水比為1：1.8，采用復(fù)合糖化劑進(jìn)行糖化工藝，并且將糖化時(shí)間控制在0min的糖化發(fā)酵并行工藝，接種量和發(fā)酵溫度分別為：10%和35℃，pH值為5.5，搖床轉(zhuǎn)速控制在75r/min。在這種優(yōu)化條件下，和其他發(fā)酵方式進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)在相同條件下，效果更優(yōu)。

3 總結(jié)

綜上所述，影響玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)產(chǎn)量和效率的因素有很多，因此必須要正確選擇相應(yīng)的工藝條件，以此提高玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)的生產(chǎn)性能，提供設(shè)備利用率，降低環(huán)境污染，真正做到綠色生產(chǎn)。這種以玉米為原料的發(fā)酵條件，是酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)中相對(duì)較優(yōu)的方式方法，但是這種方法中還存在一定的問題，通過加強(qiáng)對(duì)工藝調(diào)劑和相關(guān)技術(shù)的研究，可以讓玉米原料酒精濃醪發(fā)酵技術(shù)得到全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓穎，石彥忠，孟憲梅，等.改善玉米酒精濃醪發(fā)酵工藝條件的研究[J].釀酒科技，2016（12）：65-68.

[2]賈瑞強(qiáng).混合原料燃料乙醇生產(chǎn)的濃醪發(fā)酵工藝研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2016.