25.玉米原料超高浓度酒精发酵_许宏贤
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玉米发酵生产酒精工艺酒精是一种重要的工业原料,广泛应用于食品,化工、医药等领域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清洁、可再生等优点。
传统的酒精生产主要以糖蜜、薯类、谷物为原料发酵而成。
近年来,随着人口增长和经济的发展以及可利用耕地面积的减少使得酒精生产成本日趋增高,利用丰富、廉价的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势。
我国是一个农业大国,各种纤维素原料资源非常丰富,仅玉米秸秆年产量大约2亿吨。
目前,玉米秸秆除了少部分被利用外,大部分以堆积、焚烧等形式直接倾入环境,极大地污染了环境,也是一种资源浪费。
如果将玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可转化为酒精,转热效率可达30%以上。
这样不但缓解人类所面临的食物短缺,环境污染、资源危机等一系列问题,而且还能实现人类的可持续发展,因而近年来玉米秸秆成为生物能源领域的研究热点。
玉米生产酒精的工艺流程如图。
1玉米秸秆简介玉米秸秆主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。
木质素将纤维素和半纤维素层层包围。
纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。
其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。
2玉米秸秆预处理由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。
因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。
常见预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。
2.1挤压膨化法该方法属于物理处理法,是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压。
并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃;然后从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理创造条件。
探讨玉米酒精浓醪发酵工艺董克芝摘要:酒精浓醪发酵技术是一项极具前景的技术,该项技术的实施不需要对现有设备进行大的改造,而且还能显著提升企业的经济效益。
通过应用该项技术在一定程度上解决了我国发酵水平低的问题,同时在节水、节能、提高设备利用率以及减轻环境污染等方面具有极大优势。
关键词:玉米;酒精;浓醪发酵引言酒精浓醪发酵工艺是一项极具前景的技术。
利用此项技术可以有效减少废物的排放并且提高原料的利用率。
除此之外,该项技术还具有原料上的优势。
随着科技的不断发展,该项技术也越来越成熟,使用玉米作为原料进行酒精浓醪发酵已经较为普遍。
近年来,我国玉米产量大幅度提升,玉米酒精的产量也获得显著提升。
本文将对玉米酒精浓醪发酵技术进行详细探究。
1我国酒精行业存在的主要技术问题1.1发酵浓度偏低尽管经过几十年的努力,我国酒精工厂的发酵醪酒精含量己经增加到10%左右,但与国外发酵醪的浓度普遍在13%以上还有很大的差距。
发酵浓度低不仅影响了设备的使用效率,而且增加了蒸馏和蒸煮的能耗,在DDGS回收时处理量也大大增加。
1.2酒精糟液的污染问题酒精行业是造成我国环境污染的主要源头之一,每生产1t酒精产生12~15t的酒糟;一个年产80kt的酒精工厂每年产生的污染物质相当于一个140万人口的城市排放的全部生活污水负荷。
而且酒精工厂废水的BOD和COD的指标都很高,直接排放会造成严重的环境污染。
有效地解决酒精糟的利用问题不仅关系到环境保护,而且直接关系到酒精企业的经济效益。
1.3能耗高酒精生产是一项高能耗的产业,尤其是蒸煮和蒸馏两个环节,其能耗非常大。
为有效降低生产成本,必须尽可能地减少能耗,同时提高设备的利用率。
除此之外,由于很多工厂的发酵温度低,需要更多的能量将糖化醪冷却,发酵过程的冷却消耗能量和冷却水用量很大,这也是产生能耗的一方面因素。
1.4原料利用率低对谷物原料来说,通过蒸煮和糖化工段的加工只利用了绝大部分的淀粉,还有一部分淀粉由于其被纤维素以及蛋白质包围,无法水解,而纤维素和蛋白质更是白白从系统内通过,而未得到充分的利用。
陈化小麦生料酒精发酵的中试王年忠;赵二永;王芳;许宏贤;赵龙俊;段钢【摘要】在100L发酵罐中进行了陈化小麦生料酒精发酵的研究.通过对新粮与陈化小麦糊化温度的测定,确定了预处理工艺;对新粮与陈化小麦发酵过程中酒度、酸度、糖的变化进行了分析与比较,数据显示新粮与陈化小麦的淀粉出酒率均达到50%以上,生料发酵技术适用于陈化小麦酒精生产.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2013(039)004【总页数】5页(P81-85)【关键词】陈化小麦;新粮小麦;生料发酵;酒精;酸度;糖;出酒率【作者】王年忠;赵二永;王芳;许宏贤;赵龙俊;段钢【作者单位】安徽中粮生化燃料酒精有限公司技术中心,安徽蚌埠,233010;安徽中粮生化燃料酒精有限公司技术中心,安徽蚌埠,233010;安徽中粮生化燃料酒精有限公司技术中心,安徽蚌埠,233010;杰能科(中国)生物工程有限公司,江苏无锡,214028;杰能科(中国)生物工程有限公司,江苏无锡,214028;杰能科(中国)生物工程有限公司,江苏无锡,214028【正文语种】中文由于石油危机而造成的国家能源安全以及农民收入和环境等问题,生物酒精的生产日益受到重视,近几年发展较快,我国已成为世界上第三大生物酒精生产国。
我国的生物酒精生产绝大部分是以淀粉质农作物为原料,其中玉米的比重占到65%[1]。
由于受到玉米种植面积以及区域的限制,我国玉米的供给越来越紧张,玉米库存量一直处于低位;同时玉米作为一种战略性农产品,受到国家的高度重视和宏观调控,工业生产规模已经受到限制。
我国是世界上最大的小麦生产国,小麦是我国第二大农作物,作为我国北方主要的粮食品种,其价格一般高于玉米。
但情况近年正在发生变化,2011 年初起玉米价格持续上涨,至5 月中旬玉米价格超过小麦,之后维持至今。
目前小麦、玉米价差已达到每吨200 元左右,使用小麦替代玉米从成本上来说已经具有优势;同时我国小麦连年丰收,每年都有大量结余,库存量不断上升,过大的小麦库存不仅占压了大量资金,而且也给财政带来了沉重的负担,我国小麦生产过剩及陈化小麦需要深加工的新形势,提出了以陈化小麦为原料生产乙醇的新课题。
玉米秸秆发酵生产酒精的研究一、引言在当前环境保护和可再生能源的重要性日益凸显的背景下,利用农业废弃物进行生物发酵生产酒精成为一种具有潜力的技术。
玉米秸秆是一种常见的农业废弃物,其丰富的碳水化合物成分让其成为一种理想的原料来生产酒精。
本文将探讨玉米秸秆发酵生产酒精的研究现状、方法、优势以及未来发展方向。
二、玉米秸秆发酵生产酒精的方法1. 原料准备玉米秸秆作为主要原料,需要经过破碎、水浸泡等处理,以提高其表面秸秆秸外的表面秸秆秸曝露面积,有利于后续的酶解和发酵过程。
2. 酶解过程将处理好的玉米秸秆进行酶解,主要通过添加纤维降解酶来分解玉米秸秆中的纤维素和半纤维素等多糖物质,释放出葡萄糖等单糖。
3. 发酵生产酒精在酶解后,将释放出的单糖溶液用酿酒酵母等微生物菌种进行发酵,产生酒精和二氧化碳。
发酵过程中需要控制好温度、pH值等参数。
三、玉米秸秆发酵生产酒精的优势1.环保:利用玉米秸秆等农业废弃物进行生产,能减少焚烧等对环境的污染。
2.资源综合利用:将废弃物转化为有价值的产品,实现资源的循环利用。
3.降低生产成本:玉米秸秆等废弃物作为原料成本低廉,有助于降低生产成本。
4.可持续发展:利用农业废弃物生产酒精符合可持续发展的理念,有助于实现能源的可持续供应。
四、未来发展方向1.工艺优化:不断优化酶解和发酵工艺,提高生产效率和产量。
2.副产物利用:研究开发玉米秸秆发酵过程中的副产物的综合利用价值。
3.工业化规模化:进一步探索工业化规模化生产的可行性和优化方案。
4.技术创新:结合生物技术等新技术手段,推动玉米秸秆发酵生产酒精技术的创新发展。
五、结论玉米秸秆发酵生产酒精是一种有潜力的技术路线,具有环保、资源综合利用、降低生产成本等优势,未来的发展潜力广阔。
通过持续的研究和创新,玉米秸秆生产酒精技术将在可再生能源领域发挥更加重要的作用。
以上是关于玉米秸秆发酵生产酒精的研究文档,希望对您有所帮助。
玉米高浓度酒精发酵工艺优化摘要:我国各种类型的农作物产量每年都有创新高的趋势,其中玉米更是产量可观,而玉米除了有一定的食用价值,在化妆品行业、酒厂行业中也都一直广受人们的欢迎。
相关研究人员根据玉米中胚乳中含有大量淀粉这一理论依据,采用一定的先进提取技术将其提取出来,并利用酵母菌的分解作用将淀粉分解,最终可获取分解产物中的酒精。
而近年来,技术人员开始专攻于这种提取酒精的工艺的优化方案,使原本的提取工艺在利用一定数量的玉米原料的基础上获取更大产量、更高浓度的酒精,以投入酒厂中酒类的生产输出及其他更广泛的用途。
关键词:玉米;高浓度发酵;优化引文:现如今人们环保意识的广泛增强,而现如今许多易消耗的能源物质在数量上也开始变得稀有,因此人们开始寻找相关可替代品,以节省部分能源物质的利用和消耗数量,经研究发现,酒精就是相对不错的选择。
另外,在酒厂等其他生产行业中,酒精的可利用度也十分之大。
这一现实就要求相关研究人员在酒精提取的整个技术流程中,不断追求优化和创新,以最小的成本消耗获取更大产量及纯度的酒精。
因此,加强酒精产量和优化其生产方式这一研究项目开始被各个研究组织重视。
本文以玉米为原料,着重对其酒精发酵工艺优化方案进行探讨。
一、根据发酵醪注入发酵罐的方式区分的发酵方法(一)间歇式发酵法这种发酵方法将所有的发酵工艺流程集中在同一个发酵罐中完成,因此在操作过程中的难度及可操控度相对较低,更加便于工作人员的监督管理,这也就意味着这种方式所出现的失误相对较少。
但也正是这个原因,操作流程中的部分细节性问题得不到更好的处理和解决,因此,这种发酵方法被采用的范围相对较窄。
(二)连续式发酵法这种发酵方法的特点主要表现在其在培养微生物的后期,连续性将培养液添加入发酵罐。
此方法对发酵过程中的环境条件要求较低,整个工艺流程中温度等外部条件无特殊变化,且相关的工艺流程手段数量相对减少,可在短时间内提升工作效率,且在人力成本、资源成本等方面有着更大程度的节省。
玉米原料酒精浓醪发酵技术研究酒精浓醪发酵技术是一项发展前景较强的技术,这种技术对设备的要求较地,且综合效益较高,可以有效提高国家的发酵水平,提高生产量,本文根据相应的生产理论,重点研究了以玉米为原料时,进行发酵时需要采取的工艺技术进行深入的研究。
标签:酒精活性干酵母;酶制剂;糖化工艺酒精浓醪发酵技术需要的能耗较低,实行这种技术可以有效节省能耗从根本上降低生产成本,但是酒精浓醪发酵技术在发酵过程中会对酵母菌的生长繁殖有限制作用,也会对酒精发酵产生抑制作用,因此要对玉米原料酒精浓醪发酵技术进行深入研究。
通过具体的技术工艺、技术的研究,改进完善玉米原料酒精浓醪发酵技工艺,推动酒精浓醪发酵技术的不断完善,在工业化生产中得到全面的应用。
1 玉米原料酒精浓醪发酵技术实验1.1 材料和方法本文试验采用的材料有三种,分别为:酵母菌、酶制剂和玉米粉,其中酵母菌为酒精活性干酵母,酶制剂选择了以下三种:耐高温α-淀粉、糖化酶和酸性蛋白酶,玉米粉作为原料使用,其中的淀粉含量为的67.7%。
试验一共分为七个步骤,第一步,让酒精活性干酵母活化;第二步,进行具体的发酵试验;第三步,测定酒精浓度;第四步,测定残糖;第五步,测定酸性蛋白酶;第六步,测定α-氨基氮;第七步,测定酵母菌细胞数和存活率。
在实际的测定环节中,分别采用了茚三酮比色法、次甲基蓝染色法、斐林法等,以此保证结果的准确性。
1.2 结果和分析经过相关数据的检查后发现,添加酸性蛋白酶会对发酵速率以及酵母菌生长造成影响,此外酸性蛋白酶添加量也会对发酵造成影响。
不仅如此,醪液浓度和糖化时间也会对发酵造成一定的影响。
首先,酸性蛋白酶的作用主要是促进玉米原料中的蛋白质可以快速水解,以此增加酵母菌的可吸收性氮的作用,也可以促进酒精浓醪发酵的速度[1]。
让整个生产过程中,都保持在一些旺盛的状态下,但是酸性蛋白酶的添加量也需要进行控制,否则不仅不会起到促进作用,反而会对发酵造成阻碍。
玉米原料超高浓度酒精发酵许宏贤,段钢(杰能科(中国)生物工程有限公司亚太谷物加工酶应用中心,江苏无锡,214028)摘要以全磨玉米为原料,研究了超高浓度条件下传统工艺与生料工艺的黏度变化。
采用传统工艺,在超高浓度条件下,物料的糊化、液化会变得非常困难。
而采用生料工艺,黏度始终维持在合理的水平。
对高浓度传统工艺和生料工艺发酵的结果进行对比,证明生料工艺可以产出更多的酒精;对超高底物浓度(35%绝对干物)生料发酵时采用温度梯度控制,使用市售酒精干酵母,在98h 内发酵醪液酒精浓度可达20%以上。
关键词玉米,浓醪发酵,黏度,酵母,温度梯度控制,生料水解酶,酒精第一作者:硕士,高级工程师(段钢博士为通讯作者)。
收稿日期:2011-08-10,改回日期:2011-10-17由于石油危机而造成的国家能源安全、农民收入和环境等问题而使得生物酒精的生产日益受到重视,近几年发展较快,中国已成为世界上第三大生物酒精生产国。
现在工业上的生物酒精绝大部分属第一代燃料乙醇,即用淀粉质原料来生产[1]。
据酿酒协会酒精分会的统计,2004年我国酒精生产玉米原料占50.3%,经过近几年的发展,玉米现在已经占到65%[2]。
适度发展玉米燃料乙醇有益于粮食供需平衡,依然可以起到玉米供需平衡蓄水池的作用。
同时玉米也是深加工链条最长、产品系列最丰富的粮食品种[3],因此相对于其他淀粉质原料,玉米酒精发酵的研究意义更大。
高浓度酒精发酵工艺具有高发酵率、高转化率、低残糖和节约能源等特点,可大幅度增加产量,显著提高经济效益[3-4]。
据哈尔滨中国酿酒有限公司的生产实践表明,按年产6万t 酒精计算,实施浓醪发酵后年节约一次水12万t ,吨酒精节电62.5ʎ,吨酒精节约煤160kg ,年节约资金675万元,减排废水15万t[5]。
因此,酒精浓醪发酵是发酵酒精工艺的重大技术进步,已经成为酒精行业清洁生产重点推广的技术之一。
中国开展生料酿酒研究始于20世纪70年代。
以节能、减排、高出酒率、高浓度发酵为特点的无蒸煮生料发酵工艺是燃料乙醇生产技术的未来发展方向[1]。
近期的研究增多[6-12],商业化过程进展也加快[10]。
但相对而言,生料超高浓度酒精发酵的研究并不多[11-12]。
若采取传统的蒸煮工艺进行超高浓度酒精发酵,由于黏度问题,在配料浓度很高的情况下,会造成液化非常不彻底,并且浓醪的换热和输送在工厂会变得异常困难,同时也影响发酵体系的传质,而使过程效率降低[7-8];即便不考虑黏度问题,在这种条件下往往需要特别的耐高糖度、耐高酒度的酵母[13-15]。
生料工艺除了可以节约能量外,由于整个系统中温度远远低于淀粉的糊化温度,没有剧烈的反应,体系黏度比传统过程低得多[7-8],因此可以大幅提高发酵浓度而不必过分担心黏度问题。
同时由于生料过程中,葡萄糖是逐步缓慢释放的,因此可以进行浓醪发酵而减轻高初糖浓度和高渗透压对酵母的生长抑制。
相关研究表明,传统的浓醪发酵温度对酵母的生长和发酵效率非常重要[16-18],采用温度梯度培养方式进行的研究近期有所报道[12,19],而针对玉米生料浓醪发酵过程中温度影响的研究尚未见报道,对酵母在不同工艺中的数量和形态的研究也未见报道。
本文以玉米为原料,对不同过程的黏度变化与酵母情况进行考察,同时研究不同温度控制方式对玉米超高浓度酒精发酵的影响。
1材料与方法1.1实验材料1.1.1实验原料全磨40目玉米粉,中粮肇东酒精厂试验室提供;安琪牌酿酒高活性干酵母(耐高温型)。
1.1.2主要酶制剂颗粒淀粉水解酶(STARGEN 001),酶活力443GAU /g ;高温淀粉酶(SPEZYME ALPHA ),酶活力15170AAU /g ;糖化酶(GA-L-NEW ),酶活力100000wu /g ;酸性蛋白酶(FERMGEN ),酶活力1000SAPU/g。
均为杰能科国际公司产品。
1.1.3主要试剂无水乙醇(HPLC),北京色谱中心;葡萄糖(HPLC),Sigma公司;麦芽糖(HPLC),Sigma公司;甘油(HPLC),北京色谱中心;乳酸(HPLC),北京色谱中心;乙酸(HPLC),北京色谱中心;纯水,Millipore 制备,纯水电阻18.2MΩ。
1.2实验设备高压液相色谱,Agilent1100系列;快速黏度仪,Perten RVA4500;显微镜,OLYMPUS CX40,配DT2000真彩色图像分析系统;Brix计,Mettler Toledo RE40D折光计;天平,Sartorius系列;移液枪,热电(上海)仪器有限公司;酸度计,Mettler Toledo Delta 320系列;冷却电热恒温水浴锅,常州澳华仪器有限公司特制。
1.3分析方法1.3.1醪液黏度测定Perten RVA4500快速黏度仪,程序根据试验需求设定,醪液量28.00g。
1.3.2酵母测定OLYMPUS CX40显微镜下观察,血球计数板计数,大小由DT2000真彩色图像分析系统分析。
1.3.3发酵醪组成测定高效液相色谱法HP1100高效液相色谱仪,HP Chemstations色谱工作站,色谱柱Bio-Rad87H。
色谱分离操作条件(常温下进行)流动相0.01mol/L H2SO4;流速0.6mL/min;柱温60ħ;进样量20μL。
1.3.4乙醇体积分数测定蒸馏-比重法。
2结果与讨论2.1不同工艺对黏度的影响生料工艺:取一定量全磨玉米粉,全部通过40目筛(即颗粒度<0.420mm),测定水分,配制成绝对干物。
浓度为35%的玉米醪液,用26%H2SO4将料液pH调整至4.5,加入颗粒淀粉水解酶STARGEN001 1.5G AU/g,编辑程序如表1所示,取28.00g醪液进行测量,结果详见图1。
可溶性干物用Mettler Toledo RE40D折光计测量,结果如图2所示。
传统工艺:取一定量全磨玉米粉,全部通过40目筛(即颗粒度<0.420mm),测定水分,配制成绝对干物浓度为35%的玉米醪液,用26%H2SO4将料液pH 调整至5.6,加入高温淀粉酶SPEZYME ALPHA 0.04%,编辑程序如表1所示,取28.00g醪液进行测量,结果详见图1。
可溶性干物用Mettler Toledo RE40D折光计测量,结果如图2所示。
表1不同工艺黏度测定程序第1步第2步第3步第4步第5步第6步生料工艺32ħ,10s,960r/min32ħ,1550s,160r/min----传统工艺50ħ,10s,960r/min50ħ,50s,160r/min50 90ħ,222s,160r/min90ħ,150s,160r/min90 30ħ,348s,160r/min90 30ħ,780s,160r/min图1玉米超高浓度醪液传统工艺与生料工艺粘度对比如图1所示,在醪液浓度为35%的情况下,即便采用生料工艺,即恒定温度32ħ,由于醪液非常浓,(按玉米粉水分16%计,料水比达到1ʒ1.46),醪液的黏度可达530ˑ10-3Pa·s左右。
若采取传统工艺,由于反应剧烈,醪液的黏度在整个过程中有着巨大的变化。
在50ħ预热阶段传统工艺的黏度低于生料工艺32ħ的黏度;这是由于流体的黏度从结构上被认为是由于分子间的相互作用力限制分子的运动产生的。
这些作用力取决于决定分子自由空间度的分子间的相互距离,同时分子间距受温度影响显著。
在较高的温度下,随着分子间距的增加,分子热运动能提高,提供分子跃迁的孔穴增多,流动阻力减小,故体系黏度下降[20];随着温度进一步升高,淀粉颗粒开始迅速膨胀,当温度升高到60 80ħ,淀粉颗粒的体积可膨胀到原来的50 100倍,淀粉分子间的作用力减弱,引起淀粉颗粒的部分解体,醪液由原来的固、液两相形成均一的黏稠液体[21],在此糊化过程中,尽管高温淀粉酶SPEZYME ALPHA的添加量达到0.04%,醪液黏度的峰值仍达到9.2Pa·s以上;在90ħ液化过程中,淀粉被酶分子水解,不断变成小的葡萄糖聚合体,醪液黏度显著降低;但在随后的降温过程中,流动阻力不断加大,醪液黏度逐步上升,当醪液温度降至32ħ时,黏度值达到2.5Pa ·s 以上。
在酒精行业,一般认为醪液黏度超过2Pa ·s ,会造成过程料液输送困难和发酵传质困难[21],故对于超高浓度35%来讲,糊化、液化变得非常困难,高黏度的液化液会引起一系列的问题,如输送困难,换热效率大大下降,发酵的传质不好从而影响整个工厂的运转等等。
图2传统工艺与生料工艺玉米超高浓度醪液可溶性干物质对比如图2所示,传统工艺的可溶性干物达到34.5Brix ,生料工艺的可溶性干物仅为6.5Brix ,高浓度的可溶性物质会对体系中的渗透压、水活度、溶氧、酵母的活性等各方面产生负面影响,从而不利于发酵的进行。
2.2不同工艺玉米高浓度酒精发酵考虑到35%绝干浓度的料液即便是在实验室的研究过程中传质也已经非常困难,故采用绝干浓度为31%的料液对2种工艺进行比较。
生料工艺:取一定量全磨玉米粉,全部通过40目筛(即颗粒度<0.420mm ),测定水分,配制成绝对干物浓度为31%的玉米醪液,用26%H 2SO 4将料液pH 值调整至4.5,加入颗粒淀粉水解酶STARGEN 0010.785GAU /g ,接入0.4%活化好的干酵母于32ħ发酵,不同时间取样进行色谱分析结果如表2所示;发酵结束时对酵母显微镜观察,用DT2000真彩色图像分析系统计数并统计大小,结果如图2所示。
传统工艺:取一定量全磨玉米粉,全部通过40目筛(即颗粒度<0.420mm ),测定水分,配制成绝对干物浓度为31%的玉米醪液,用26%H 2SO 4将料液pH 调整至5.6,加入高温淀粉酶SPEZYME ALPHA 0.04%,于90ħ水浴中维持90min ,取出先粗调pH ,灭酶,冷却至室温,并补水至记录的体积以补充在此过程中蒸发的水分,调节pH 至4.2,灭酶,添加新型液体糖化酶GA-L-NEW ,添加量为0.1%;酸性蛋白酶,添加量0.01%;接入0.4%活化好的干酵母于32ħ发酵,不同时间取样进行色谱分析结果见表2。
发酵结束时对酵母显微镜观察,用DT2000真彩色图像分析系统计数并统计大小,结果如图3所示。
表2传统工艺与生料工艺HPLC 对比发酵时间/h DP3+/%(w /v )DP3/%(w /v )DP2/%(w /v )葡萄糖/%(w /v )乳酸/%(w /v )甘油/%(w /v )乙酸/%(w /v )乙醇/%(v /v )传统工艺241.260.130.2913.590.060.980.078.51480.550.070.38 1.850.04 1.150.1113.79680.510.060.390.220.08 1.190.1315.64生料工艺240.450.000.020.040.100.760.0412.75480.430.000.020.020.090.840.0415.34680.430.000.000.000.070.850.0515.78如表2所示,对传统工艺来讲,三糖以上的含量由24h 的1.26%降低到68h 的0.51%,表明随着发酵的进行,糖化酶逐步把糊精/淀粉水解成葡萄糖;三糖的含量也从0.13%降低到0.06%;二糖的含量总体变化不大,发酵结束时有0.39%的残余;葡萄糖的含量变化较大,24h 高达13.59%,表明即使采取边糖化边发酵工艺,由于发酵前期糖化酶释放葡萄糖的速度远比酵母将葡萄糖转化为酒精的速度快,会形成一定程度的葡萄糖积累,而相关研究表明,较高的糖浓度会产生底物抑制作用,使酵母生产能力降低[19],随着发酵的进行糖化酶释放出的葡萄糖被酵母逐步转化为酒精,发酵结束时残余的葡萄糖含量为0.22%;而对生料工艺来讲,整个发酵过程中三糖以上几乎没有变化,表明淀粉是在颗粒状态下(完全没有溶出)被生料颗粒酶水解的,麦芽三糖含量始终为0,二糖和葡萄糖的含量在整个发酵过程中一直维持很低水平,发酵结束时均为0,也就是说整个过程中没有糖的累积,酵母始终处于一种饥饿并代谢旺盛的状态,生料酶水解出来的葡萄糖完全被酵母利用;2个工艺的乳酸含量接近,乙酸含量生料工艺略低于传统工艺,表明生料过程没有发生染菌,并且减少了有机酸的产生;值得一提的是。