酸性蛋白酶與發(fā)酵促進劑在濃醪發(fā)酵中的組合應用

□ 祁德福 孫鳳羽 劉亞明 中糧生化能源（肇東）有限公司

中糧生化能源（肇東）有限公司于2007年投產了一條年產150 000噸的食用酒精生產線，發(fā)酵成熟醪酒精含量達到15.0%v，是國內第一條真正實現(xiàn)濃醪發(fā)酵的生產線。

傳統(tǒng)酒精生產中，酵母生長所需要主要的營養(yǎng)物質氮源為尿素，但隨著食品安全法律法規(guī)的健全，對食用酒精的生產過程控制也越來越嚴格，然而從2013年5月開始國家執(zhí)行GB2760-2014關于食品工業(yè)用加工助劑使用規(guī)定：尿素禁止在食用酒精生產過程中使用。而相應需要添加其他符合食品安全法規(guī)要求的營養(yǎng)物質，在這個過程中，我們試用了酸性蛋白酶來替代尿素作為酵母生產需要的氮源，并取得成功。

1 酸性蛋白酶的應用

尿素屬外加的無機氮源，不受環(huán)境限制，氮源濃度穩(wěn)定。而蛋白酶是水解原料里的蛋白質和肽為酵母可以吸收的游離氨基酸，它會受環(huán)境酸堿程度及溫度的影響，適宜pH值為2.5～3.5，溫度40～50 ℃，是一個緩慢的水解過程，酸性蛋白酶活力是指1 g固體酶粉或1 mL液體酶，在45 ℃左右和pH值2.5條件下，1分鐘水解酪酸蛋白產生1 μg酪氨酸即為一個酶活力單位。因此，醪液中的可利用的游離氨基酸的濃度是一個上升的過程。所以，使用后車間將液化醪出料pH按蛋白酶的適宜酸堿環(huán)境下調，確保其快速釋放游離氨基酸，滿足酵母的氮源需求指標。

使用蛋白酶與使用尿素相比，從生產現(xiàn)象看，主發(fā)酵期時間比使用尿素時延后了16小時，成熟醪酒精含量可以穩(wěn)定在15.0%v/v左右，提高配料濃度后，成熟醪酒精含量提升幅度較小，但殘?zhí)堑戎笜松呙黠@。此現(xiàn)象分析是受蛋白酶水解的速度決定的，有資料顯示可溶性氮源濃度越高發(fā)酵速度就越快。

濃醪發(fā)酵具有高細胞密度、高底物和產物濃度、高生產速率等特點，而高質量和高的細胞密度是高生產速率的前提，營養(yǎng)物質供應是高速率的保障（最主要的兩大營養(yǎng)源就是碳源和氮源）。要想把濃醪發(fā)酵進行徹底，就要提高發(fā)酵速度，單獨使用蛋白酶滿足不了以上要求，因此中糧生化能源（肇東）有限公司與安琪酵母有限公司合作，引進了一種新型酵母營養(yǎng)物質---發(fā)酵促進劑，與酸性蛋白酶配合使用。

2 發(fā)酵促進劑與酸性蛋白酶的有機結合

發(fā)酵促進劑為有機氮源，其主要成分是酵母浸出物，能夠滿足對氮源的需求，達到提高酒精含量的目的。發(fā)酵促進劑含90%的酵母浸出物，5%酶制劑，5%無機鹽，發(fā)酵促進劑本身含有豐富的不飽和脂肪酸、磷脂、甾醇、氨基氮、礦物質和維生素等，營養(yǎng)成分比例適當，充分滿足酵母生長代謝需求，使酵母自始至終都能保持旺盛的生理活性，利于提高酵母菌體的生長量和酒精代謝水平。發(fā)酵促進劑在替代尿素的情況下，不僅能保證酵母在營養(yǎng)充足的情況下完成酒精發(fā)酵，更能有效加快發(fā)酵速度，提高發(fā)酵系統(tǒng)的整體效率。

而酸性蛋白酶與發(fā)酵促進劑配合使用后，雖然酒母數(shù)量沒有增加，但生產線的酵母質量有明顯的提升，與單獨使用蛋白酶作氮源對比數(shù)據(jù)見表1。

表1 酸性蛋白酶和發(fā)酵促進劑配合使用與單獨使用蛋白酶作氮源數(shù)據(jù)對比

兩者組合應用后，成熟醪平均酒精含量提高了0.12%v/v，殘還原糖、揮發(fā)酸指標持平，殘總糖與殘糊精提高0.01 g/100 mL，殘淀粉降低0.007 g/100 mL，總升酸差升高0.06。

3 結語

通過濃醪發(fā)酵（酒精含量15%v以上）生產線長時間使用總結，單獨使用蛋白酶，即便酒母接種量在40%以上，總發(fā)酵時間也要達到68小時以上，而使用蛋白酶與發(fā)酵促進劑組合后，酒母接種量僅為20%，總發(fā)酵時間58～62小時即可結束。不但提高了設備利用率，而且酒母進入發(fā)酵罐后的快速生長、繁殖、發(fā)酵也可以有效抑制雜菌生長，長時間保持高速度、高濃度、高質量的連續(xù)生產水平。