第九章发酵工艺糖质原料的共同特点是它所含的发酵性物质是可以直接供酵母进行酒精发酵的各种糖。
不同的糖质原料还有各自的特点，由于我国糖类原料目前主要是甘蔗或甜菜废糖蜜，这里重点介绍糖蜜酒精发酵的特点。
糖蜜稀释液接人培养成熟的酒母后，糖蜜稀释液中的糖分在酵母菌作用下分两大步发酵生成酒精。
第一步是酵母菌首先将体内的转化酶（即蔗糖酶．系一种胞外酶）借扩散作用分泌到细胞体外将发酵液中的蔗糖进行水解转化为葡萄糖和果糖。
第二步葡萄糖和果糖通过扩散作用进人酵母细胞体内，在酵母体内酒化酶（胞内酶）的作用下发酵变成酒精和二氧化碳：一、糖蜜酒精发酵方法糖蜜酒精发酵的方法很多，有间歇发酵、半连续发酵和连续发酵3 种，而各种方法又有很多方案，现介绍如下l 间歇发酵法(1)普通间歇发酵即单罐发酵：发酵罐空罐清洗后用蒸汽杀菌至10O℃ 保温0.5～1h ，冷却至30 ℃ 后，接人培养成熟的酒母醪液，而后再将温度为27 ～30℃ （夏天应偏低，冬天应偏高）的发酵糖液输入进行发酵。
发酵温度控制为33～35℃ 为宜。
为了有效地控制发酵，首先必须掌握好糖液入罐温度的控制，其次是加强发酵过程中的温度控制。
夏天应提早升冷却水，冬大则要迟后开冷却水，水量控制由小到大、避免猛开猛关，防止温度骤升骤降，影响发酵效果。
发酵时间一般为32～36h ，通常40～50h 即可送去蒸馏。
(2)分割式间歇发酵第一只罐按普通间歇式发酵法进行发酵,当发酵处于主发酵时,从该罐分割l/3～1/2 主发酵罐至第二罐，用稀糖液加满两罐,第一只继续发酵，直至终了,送去蒸馏。
第二罐进人主酵后再分割l/3～1/2至第三罐，再用稀糖液加满两罐，如此继续下去。
此法的优点是避免了每罐都需制作酒母，且总的发酵时间大为缩短；缺点是易染菌，必须加强糖蜜酸化灭菌工作。
此方法发醉稀糖液一般20～24OBx ，发酵温度为33～35℃ ，发酵时间28～32h 。
(3)分批流加间歇发酵法分批流加间歇发酵法是先在发酵罐内加10％～20％酒母后分3 次加人发酵稀糖液，第一次、第二次加人罐容约20％的稀糖液，第三次加40％～50％的稀糖液，以保持罐内醪液中糖浓度一致，有利于酵母的正常发酵。
但必须指出，流加糖液的全部时间不应超过8～10h ，否则会影响发酵成绩。
发酵温度控制为30～35 ℃，发酵时间为36～48h。
(4)连续流加间歇发酵连续流加发酵的特点在于基本稀糖液是按一定的速率连续加入发酵罐，直至罐满。
只要选择适当的流加速度，就能保证在流加过程中发酵醪的浓度大致相同，促使酵母保持旺盛的发酵能力，达到缩短发酵时间，提高出酒率的目的。
该法是先将占发酵醪总量20～30%的成熟酒母醪送入发酵罐。
然后加入数量相同的酒母稀糖液(14%浓度)。
通风培养2h，使发酵醪浓度降至7%～7.5%。
开始连续流加浓度为33～35%的基本稀糖液，保持发酵醪的浓度在10%左右。
流加至满灌后，任其发酵结束。
发酵温度控制为33～34℃，发酵时间为15～20h。
2 半连续式发酵半连续式发酵是主发酵阶段采用连续发酵，后发酵阶段采用间歇发酵的方法。
按糖化醪的流加方式不同半连续式发酵法分为下述两种方法。
① 将发酵罐连接起来，使前几只发酵罐始终保持连续主发酵状态，从第3 只或第4 只罐流出的发酵醪液顺次加满其他发酵罐，完成后发酵。
应用此方法可省去大量酒母，缩短发酵时间，但是必须注意消毒杀菊，防止杂菌污染。
② 将若干发酵罐组成一个组，每只罐之间用溢流管相连接，生产时先制备发酵罐体积1/3的酒母，加入第1只发酵罐中，并在保持主发酵状态的前提下流加糖化醪，满罐后醪液通过溢流管流入第2 只发酵罐，当充满1/3体积时，糖化醪改为流加第2 只发酵罐，满罐后醪液通过溢流管流加到第3 只发酵罐……如此下去，直至未罐。
发酵成熟醪以首罐至末罐顺次蒸馏。
此方法可节省大量酒母，发酵时间相对缩短，但没次新发酵周期开始时要制备新酒母。
3 连续发酵法糖蜜稀糖液酒精发酵采用连续发酵法最合理。
糖蜜稀糖液连续发酵的方案很多，归纳起来有两种基本流程，即：单浓度单流加连续发酵法和双浓度双流加连续发酵法。
(1) 单浓度单流加连续发酵法单浓度单流加连续发酵法是只用一种浓度的糖液进行单流加以实行连续发酵的流程。
该流程以稀糖液与成熟酒母同时进人第一发酵罐，酵母繁殖和糖液发酵同时进行，产生足够数量酵母细胞的发酵醪，并且随着糖液的连续进入，发酵罐满罐后醪液依次进人下一罐连续发酵直至发酵成熟（参见图3-2 )图3-2 糖蜜单浓度单流加连续发醒流程1—糖蜜贮罐；2—糖蜜泵；3—高位槽；4—计量罐；5—酸化槽；6—除渣器；7—贮罐；8—稀释释器；9—酒母罐；10—酵母增殖罐；11—发酵罐；12—捕集器；13—洒洗涤塔；14—成熟醪泵；原糖蜜从贮罐1经糖蜜泵2送至高位槽3，经计量罐4称量后流入酸化槽5，加酸，加防腐剂，必要时加热后，流入除渣器6除去沉淀，进入贮器7，在这里加入营养盐，再流往稀释器8，得到浓度为22～25%，酸度为3～3.5，加有0.004%五氯苯酚钠（或其它防腐剂）的稀糖液。
后者连续均匀地流入酒母罐组9，再流入酒母增殖罐10，然后顺次通过罐11，成熟醪从最后一次罐11送去蒸馏。
必要时往酒母罐和酒母增殖罐中添加消泡剂，CO2经捕集器12和洗涤塔13进入综合利用车间，淡酒回入最后一只发酵罐。
(2) 双浓度双流加连续发酵法双浓度双流加连续发酵法是使用两种不同的糖液，即酒母稀糖液（亦称低浓度）和发酵稀糖液（亦称高浓度）进行双流加以实行连续发酵的流程。
如图3-3 所示：图 3-3 糖蜜双浓度双流加连续发酵流程1—糖蜜贮罐； 2—糖蜜泵； 3—高位槽； 4—计量罐； 5—贮罐； 6—稀释罐；7—稀释罐；8—酵母罐；9—酵母增殖糖蜜流加罐； 10—发酵罐； 11—尾发酵罐； 12—泡沫收集器； 13—洗涤塔原糖蜜由贮罐1用齿轮泵2送入高位槽3，糖蜜经计量罐4计量后流入中间贮罐5，由此，流往稀释器（6和7），以制备基本稀释糖液和酒母稀释糖液。
6a 和7a是稀糖液浓度检查器。
酒母制备在酒母罐8中进行。
酒母和基本稀糖液连续均匀地流入头两个罐，接种比为1 ：1。
酒母和基本稀糖液的流量应控制在保证罐中醪液浓度为8～9%，酒度为7%左右的范围内。
醪液从9流出，顺次经过三只罐10，并流入后酵罐11。
最后，成熟发酵醪从后酵罐送去蒸馏。
发酵罐9，10中产生的泡沫和CO2送往泡沫捕集器12，CO2经洗涤塔13回收酒精，淡酒送去蒸馏，二氧化碳则送去进一步加工利用，消泡后的液体流入发酵罐11。
上述流程发酵时间共24小时，成熟醪酒度9～9.5%(v)，酸度3～3.5，残余浓度5～6%。
每隔10天左右必须依次将发酵罐清洗灭菌一次，以防止酸败。
糖蜜酒精发醉的3 种方法，本质上没有区别，尤其是连续发酵法的两种基本流程都是在流动的基质中，在适宜酵母菌生民的条件下，繁殖足够的酵母细胞，发酵糖液产生酒精。
目前糖蜜洒精发酵都采用连续法。
一般对质量好纯度高的糖蜜采用单浓度单流加连续发酵法与双浓度双流加连续发酵法发酵均可，但对纯度低、质量差的糖蜜不宜采用单浓度单流加连续发酵法而应采用双浓度双流加连续发酵法。
双浓度双流加连续发酵法，低浓度糖液（即酒母糖液）与高浓度糖液（即发酵糖液）流加液比通常取1:l，而流加糖比例为：优质糖蜜4:6 ，劣质糖蜜3:7 。
二、影响糖蜜酒精发酵的主要因素1.酵母数量糖蜜酒精连续发酵效率主要取决于酵母细胞内酒化酶系的活力，而酵母细胞内酒化酶系的活力又决定于酵母繁殖速度和酵母数量，因而要提高糖蜜酒精连续发酵的效率，除选育酒化酶系活力强、耐高渗透压的酵母菌种外，还要正确选择糖蜜酒精连续发酵过程中立体罐的酵母数量。
应该看到，在连续发酵稳定状态条件下，主体罐的酵母数量是与主体罐的容量、进料速度、稀释度、发酵醪的糖分浓度、营养条件、pH值、酸度及通风搅拌情况均有密切关系。
例如改变进料速度可以调节酵母数量，而在通风搅拌条件下，酵母繁殖速度和酵母数量迅速提高．糖蜜酒精多级连续发酵要求主体罐的酵母数量要控制适宜，过多或过少的酵母数量对发酵率均有影响。
在通风搅拌条件下，酵母繁殖速度过快，酵母数量过多，则发酵醪的糖分供给酵母作为茵体生长消耗较多，相应地糖蜜转化为酒精的转化率降低。
酵母数量过少，酵母繁殖速度慢，发酵速度也相应地减慢，不仅发酵时间延长，设备利用率降低，同时易使杂菌感染和繁殖，酸度增高，导致发酵率下降。
所以，糖蜜酒精多级连续发酵过程中主体罐一定要控制适宜的酵母数量，使酵母处于对数生长期，细胞内酒化酶系活力保持最高，则可以使主发酵旺盛进行，发酵率可以提高，发酵时间可进一步降低。
母菌种特性不同和糖蜜原料不同，酵母的数量控制也不同。
根据国内外糖蜜酒精工厂的实验经验：对于甘蔗糖蜜酵母菌种采用F—396、高l—396、As.2.1190、川345等酵母时，连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制0.8—1.2亿／毫升，出芽率25—30％，死亡率1％以下、对于甜菜糖蜜，酵母菌种如采用Rasseя字酵母时，连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制1.4—1.6亿／毫升，出芽率25—30％，死亡率1％以下。
为了控制适宜的酵母数量，通常在酒母培养罐与主发酵罐采取间歇通风的措施，以保证连续发酵所需要的酵母数量。
2.发酵醪的糖分浓度糖蜜酒精连续发酵正确选择与控制适宜的发酵醪糖分浓度是重要的，它不仅直接影响成熟醪中酒精含量，也影响发酵的快慢与糖分利用率。
不同质量级别的糖蜜，确定发酵醪的糖分浓度也有所不同，一般认为对质量较好的、纯度较高的炼糖糖蜜，以及一级、二级的糖蜜，宜采用浓醪发酵。
对质量较差纯度较低的三级与低纯度糖蜜，宜采用稀醪发酵。
一般认为稀醪发酵[指成熟醪中酒精含量在6—7％(容量）]可以提高糖分的转化率。
这是因为稀醪调整了环境的渗透压，不仅利于酵母半渗透作用的细胞质膜对发酵醪中营养物质的选择吸收，有利于酵母生长繁殖，同时也有利于酵母细胞内酒化酶将发酵基质迅速转化为酒精，因而稀醪可以加速酒精发酵和提高糖分的转化率。
而浓醪发酵[成熟醪酒精含量在9％(容量)以上]的优点，在于发酵醪酒精含量高，可以相对地提高设备的利用率，节约动力，水电及蒸汽，还可以节约劳动力，提高劳动生产率，从全面考虑还是浓醪发酵比较合理，目前国内一些糖蜜酒精工厂正在进行低纯度糖蜜浓醪发酵的探索。
日本低纯度糖蜜浓醪发酵试验，成熟醪酒精含量高达15％以上，发酵效率为90％以上。
可见所谓浓醪发酵与稀醪发酵都是相对而言，关键在于选择耐高渗透压和耐高浓度酒精的酵母，低纯度糖蜜浓醪酒精发酵，同样可以获得较高的发酵效率。
