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木薯粉浓醪酒精发酵工艺试验研究

唐艳艳  
【摘要】: 近年来,浓醪酒精发酵由于其在酒精蒸馏阶段的节能以及废液处理方面的优势,已经逐渐应用到工业生产当中,是酒精发酵领域内十分重要的研究方向之一,是提高发酵酒精浓度的有效方法。但随着发酵醪液浓度的提高,高浓度的糖会对酵母细胞产生渗透压抑制,发酵后期高浓度的酒精也会对细胞产生毒性,这些不利因素影响着发酵过程,导致发酵效率偏低。一方面可通过选育耐高渗、耐酒精的酵母菌株来解决此问题,另一方面可以通过工艺上的优化和改进尽可能的减少高渗和高浓度酒精给酵母细胞带来的不利影响。利用淀粉类原料发酵生产酒精主要有2种工艺,一是先糖化后发酵工艺,二是同步糖化发酵工艺,为研究2种工艺在浓醪发酵过程中的优劣,本论文针对这2种发酵工艺主要进行了以下研究: 1.对先糖化后发酵工艺进行了研究,确定了最佳的液化条件为105℃,2h;最佳的糖化温度为60℃。制备了不同浓度的发酵培养基,采用先糖化后发酵工艺进行发酵,结果发现在发酵醪液浓度偏低的情况下,先糖化后发酵工艺是一种可行的发酵方法,发酵效率可以达到生产要求。但随着发酵醪液浓度的提高,发酵酒精浓度下降,发酵效率偏低。因此,先糖化后发酵工艺不适用于浓醪酒精发酵。 2.研究了糖化酶在不同温度、不同糖浓度下的糖化曲线,探讨同步糖化发酵的可能性。结果发现糖化酶在33℃的糖化效率虽然比不上60℃,但仍具有一定活性,也就是说糖化酶的适宜温度和发酵温度有一定的一致性,糖化酶能在发酵过程中能够逐渐水解原料产生葡萄糖,这是同步糖化发酵工艺可行的关键。比较了2种发酵工艺,实验结果表明在高浓醪条件下,同步糖化发酵工艺的发酵效果明显优于先糖化后发酵工艺,是一种适用于木薯粉浓醪酒精发酵的工艺。 3.对木薯粉浓醪同步糖化发酵工艺进行了5L~100L的放大试验,结果发现当总糖在24%左右时,利用该工艺进行酒精发酵能获得较好的发酵效果,但随着醪液浓度的不断提高,发酵效率开始降低。经分析,我们认为浓醪酒精发酵中,高浓度的总糖、较高的初始还原糖以及发酵初期通入的过多的氧气都可能使酵母过多的利用糖用于自身的生长繁殖,从而不利于酒精的转化,导致发酵酒精终浓度和发酵效率偏低。


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