【導(dǎo)讀】原料系采用薯類、糧谷類及野生植物等，在投產(chǎn)前必須先經(jīng)過破碎處理。目前在國內(nèi)尚有一部分產(chǎn)。所須的溫度較低，大約105—130℃。高溫處理除了使淀粉糊化，便于糖化酶的糖化作用外，還可把附著的有害。大限度后，隨著溫度的繼續(xù)上升，醪液粘度下降。響發(fā)酵而降低酒精產(chǎn)量。連續(xù)蒸煮的酒精工廠，原料出庫后，先經(jīng)過粉碎，然后在投入生產(chǎn)。壓蒸煮后逐步破裂，趨于溶解狀態(tài)，蒸煮醪液成糊狀。有糖化醪中淀粉和糊精繼續(xù)被糖化酶水解生成糖，也有蛋白質(zhì)在蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。要求原料內(nèi)碳水化合物含量較多，蛋白質(zhì)含量要適當(dāng)，適合微生物的需要和吸收利用。單寧帶有澀味，遇鐵呈藍(lán)黑色，能把蛋白質(zhì)凝固。此外甘薯中含脂肪及蛋白質(zhì)較少，在發(fā)酵過程中。此外，甘薯產(chǎn)量雖大，但鮮甘薯容易腐敗，不好保存。20%左右，其次是蛋白質(zhì)、脂肪、纖維和灰份等。又稱毒木薯，莖桿為紅色或淡紅色，產(chǎn)量高，但生長期較長，約為一年半。

　　

【正文】 質(zhì)中已經(jīng)含有現(xiàn)成的 B 族維生素，或者含有合成維生 素的前體物質(zhì)如：嘧啶及噻唑，或者只含有一種噻唑時，才能使維生素增加。此外，培養(yǎng)基中必須有 β 氮酸時，才能在酵母的作用下合成泛酸。 當(dāng)缺乏泛酸或 β 丙氮酸時，酵母便不能繁殖。合成的維生素，將轉(zhuǎn)變成酶的構(gòu)成部分。 酵母在生長繁殖過程中所需的維生素主要由糖化醪中獲得。維生素易被高溫所破壞，因此，在制備酒母糖化醪時，不宜采用高溫長時間的殺菌，以減少維生素的損失。 四、酒母培養(yǎng)與擴(kuò)大培養(yǎng)工藝 酒母擴(kuò)大培養(yǎng)的目的就是從少量酵母繁殖出大量酵母細(xì)胞，以供給發(fā)酵時所需的酵母種子。 (一 )酒母糖化醪原料的選擇 制做酒母糖化 醪的原料 與發(fā) 酵 發(fā)醪相同 。 (二 )酒母糖化醪的制做過程 與發(fā) 酵 發(fā)醪相同。 ① 原料蒸煮 酒母醒醪的原料蒸煮與大生產(chǎn)中原料間歇蒸煮方法基本相同，只是因為酵母宜在低滲溶液中生長，所以加水量要大些。一般原料加水比為原料：水＝ 1： 45。糖化后的醪液濃度在 1214Bx。 ② 酒母蒸煮醪的糖化 蒸煮醪打入糖化鍋后，冷卻到 60℃ 左右進(jìn)行糖化。 ③ 酒母糖化醪營養(yǎng)鹽的添加 甘薯原料中因含氮量不足，所以在使用甘薯原料制做酒母糖化醪時，常加入 尿素 以補充氮源 ， 其量為原科的 — ％。玉米中因各種營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，故使用 玉米做酒母糖化醪時，就不需另外補加營養(yǎng)鹽了。 ④ 酒母糖化醪的 pH 值 在酒母制備過程中，防止產(chǎn)酸細(xì)菌的污染是生產(chǎn)工作中重要一環(huán)。為了防患于未然，創(chuàng)造一個自然純粹培養(yǎng)條件，使之只適宜于酵母菌的生長繁殖，并能抑制產(chǎn)酸細(xì)菌的生長，生產(chǎn)中常將酒母糖化醪 pH 值調(diào)到 一 ，以抑制產(chǎn)酸細(xì)菌對酵母的污染。灑母糖化醪的 pH 值也不能調(diào)得太低，否則將會抑制酵母的活性。 (三 )酒母的擴(kuò)大培養(yǎng) 目前多數(shù)酒精廠均采用半連續(xù)培養(yǎng)酒母的方法，不但省去了繁瑣的試驗室階段培養(yǎng)，而且也使酵母在生產(chǎn)條件下進(jìn)行了馴養(yǎng)，有利于酵母菌的繁殖 和發(fā)酵。 如果大酒母罐容積較大，而小酒母罐容積又太小時，可以先將小酒母罐酒母接入大酒母罐中，再加入 5— 10倍的酒母糖化醪進(jìn)行培養(yǎng)，待大酒母罐酵母處于生長旺盛期之后，再繼續(xù)補加糖化醪培養(yǎng)，直至大酒母罐加滿為止。這種培養(yǎng)方法適宜在大小酒母罐容積相差太大的工廠使用。 由于酒精活性干酵母在干燥過程中細(xì)胞膜受到破壞 ,因此復(fù)水活化液的濃度過高或溫度過低 ,都會使酵母細(xì)胞的活性降低 ,溫度過高也會使酵母過早老化 ,影響出酒率 ,降低產(chǎn)量。 現(xiàn)以安徽安特酒精總廠復(fù)水活化酒精活性干酵母為例，其方法是：將 1 個 7m3的酵母種子罐作為干酵 母活化罐，先將 DE 值為 55%的糖化醪 3m3打入酵母活化罐，加工藝水稀釋到 6m3,使其復(fù)水活化的糖度為 8～ 10176。 Bx，降低了復(fù)水活化液的滲透壓，有利于酵母活化并快速繁殖。 干酵母復(fù)水活化一般在 38～ 40℃時，投入干酵母，然后讓其自然冷卻，但復(fù)水活化時間一般不超過 1h，其目的是防止酵母細(xì)胞老化和發(fā)酵力損失，同時減少雜菌對活化液污染的機(jī)會。 18 在大生產(chǎn)的開始，使用 3 個罐作為酒母菌種罐， 2 個預(yù)發(fā)酵罐（種子罐）和 1 個酵母活化罐。在生產(chǎn)正常后，在預(yù)發(fā)酵罐中直接投入活性干酵母，不采用酵母復(fù)水活化處理，只要在醪液的濃度、溫度 、營養(yǎng)鹽的添加量方面合理掌握，仍可以取得很好的效果。 1．成熟酒母質(zhì)量指標(biāo) 酒母質(zhì)量好壞，直接影響到酒精生產(chǎn)的成績。只有在培養(yǎng)出優(yōu)良健壯的酒母前提下，才有可能提高淀粉出酒率。在實際生產(chǎn)中，好的酒母除了要求其細(xì)胞形態(tài)整齊、健、壯．沒有雜菌、芽孢多、降糖快外，還要通過下述指標(biāo)來進(jìn)行檢查： (1)酵母細(xì)胞數(shù) 酵母細(xì)胞數(shù)是觀察酵母繁殖能力的一項指標(biāo)，也是反映酵母培養(yǎng)成熟的指標(biāo)。成熟的酒母醪其酵母細(xì)胞數(shù)一般為 l 億／毫升左右。 (2)出芽率 酵母出芽率是衡量繁殖旺盛與否的一項指標(biāo)。出芽率高，說明酵母處于旺盛的生長期 。反之，則說明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在 15— 30%。如果出芽率低，說明培養(yǎng)過程存在問題，應(yīng)根據(jù)具體情況及時采取措施進(jìn)行挽救。 (3)酵母死亡率 用美藍(lán)對酵母細(xì)胞進(jìn)行染色，如果酵母細(xì)胞被染成藍(lán)色，說明此細(xì)胞已死亡。正常培養(yǎng)的酒母不應(yīng)有死亡現(xiàn)象，如果死亡率在 1%以上，應(yīng)及時查找原因采取措施進(jìn)行挽救。 (4)耗糖率 酵母的耗糖率也是觀察酒母成熟的指標(biāo)之一。成熟的酒母，耗搪率 般要求控制在 40 一 50％。耗糖率太高，說明酵母培養(yǎng)已經(jīng)過 “ 老 ” ，反之則 “ 嫩 ” 。耗糖率的計算方法為： 耗糖率 (％ )＝（醪液原始糖度 酒母成熟時糖度） /醪液原始糖度 100 ％ (5)酒 份 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情況，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，說明營養(yǎng)消耗大，酵母培養(yǎng)過于成熟。此時，應(yīng)停止酒母培養(yǎng)，否則會因營養(yǎng)缺乏或酒精含量高抑制酵母生長，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股為 3— 4％ (容量 )。 (6)酸度 測定酒母醪中的酸度是觀察酒母是否被細(xì)菌污染的一項指標(biāo)。如果成熟酒母醪中酸度明顯增高，說明酒母被產(chǎn)酸細(xì)菌所污染。酸度增高太多，鏡檢時又發(fā)現(xiàn)有很多桿狀細(xì)菌，則不宜做種子用。 五、酒母培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的 特點 酒母培養(yǎng)罐，因其通風(fēng)要求不高，所以罐體直徑與高之比近 1： 2 左右 。底部呈碟形或錐形，罐體密閉。設(shè)加熱與冷卻蛇管， 不設(shè)冷卻蛇管可設(shè)置外冷設(shè)備。 其冷卻面積為醪液容積絕對值的二倍，罐底部設(shè)無菌空氣吹管。罐的容量一般取小酒母罐為大酒母罐的 1/10 容積。 酒母罐的數(shù)目，可根據(jù)發(fā)酵罐的數(shù)目、容積以及發(fā)酵周期來計算。 六、影響酒母質(zhì)量主要因素的討論 酒母質(zhì)量好壞，與酵母菌本身性能有關(guān)，也和培養(yǎng)基營養(yǎng)成分有關(guān)。此外，也還和酵母接種量、培養(yǎng)時間與培養(yǎng)方法等因素有關(guān)。 酵母接種量的大小與 成熟酒母醪中新增殖酵母細(xì)胞數(shù)關(guān)系不大。對于某一營養(yǎng)組成的酒母糖化醪，當(dāng)接種酵母后，因其營養(yǎng)成分含量有限，所以酵母菌繁殖到一定程度后，醪液中營養(yǎng)消耗貽盡，則很難再增殖。在正常情況下，糖化醪中營養(yǎng)成分含量高，則成熟酒母新增殖細(xì)胞多，反之則低。如果用玉米制做酒母糖化醪，其成熟酒母醪中酵母細(xì)胞數(shù)可達(dá) l 億／毫升以上。如用甘薯做酒母糖化醪，成熟酒母細(xì)胞數(shù)可達(dá) 0． 8～ 1 億／毫 19 升以上。 2．接種量與培養(yǎng)時間的關(guān)系 酒母接種量與培養(yǎng)時間關(guān)系較大，一般講，接種量大，則培養(yǎng)時間可以縮短，酒母成熟快；反之則培養(yǎng)時間較長。如果接種 量太小，酒母繁殖慢，會延長培養(yǎng)時間，不利于設(shè)備周轉(zhuǎn)。另外，開始接種時，由于醪液中酵母細(xì)胞少，不能造成酵母繁殖優(yōu)勢，易導(dǎo)致醪液被雜菌污染。同時，成熟醪中老細(xì)胞多不利于旺盛發(fā)酵。 3．接種時間的掌握 從酵母茵繁殖規(guī)律曲線可以知道，酵母菌在增殖過程中可分為適應(yīng)期 (也稱遲緩期 )、旺盛期、靜止期和衰退期四個階段。酵母在適應(yīng)期階段，繁殖能力還不強(qiáng)；當(dāng)達(dá)到旺盛期時，酵母的增殖能力特別強(qiáng)，酵母生命活動處于旺盛階段，醪液中酵母活細(xì)胞數(shù)也迅速達(dá)最高峰。酒精生產(chǎn)中的酒母擴(kuò)大培養(yǎng)接種就是控制在這個時期。由于此時酵母生命活動處于活 力最強(qiáng)的時期，加之醪液中酵母細(xì)胞數(shù)也多，因此可以造成酵母繁殖的優(yōu)勢，從而抑制了雜菌的生長。 4．酒母培養(yǎng)溫度的控制 酵母菌在適宜生長溫度范圍內(nèi)，高溫比低溫繁殖稍快。但高溫培養(yǎng)酵母易于衰老。酒精生產(chǎn)中酒母培養(yǎng)溫度為 28— 30℃ 。由于酵母菌在生長代謝過程中還要產(chǎn)生一定熱量，故應(yīng)注意加強(qiáng)冷卻，以保證酵母菌健壯生長。 5．關(guān)于通風(fēng)培養(yǎng) 酵母菌在無氧條件下培養(yǎng)，主要進(jìn)行發(fā)酵作用，可使糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?二氧化碳 。酵母菌在有氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵時，由于進(jìn)行了呼吸作用，酒精產(chǎn)量大大降低，糖的消耗速度在單位時間內(nèi)也減慢。 當(dāng) 酒母糖化醪中含有充足的氧時，酵母菌在吸收營養(yǎng)后，由于其酒化酶受抑制，主要進(jìn)行菌體細(xì)胞合成，繁殖酵母細(xì)胞。酒母培養(yǎng)的目的是要獲得大量酵母細(xì)胞，所以在酒母培養(yǎng)過程中通入適量的無菌空氣，對酵母繁殖是有利的。其通風(fēng)量要求并不高，生產(chǎn)中， 1 立方米酒母醪，每小時通入 2 立方米無菌空氣已可滿足酵母繁殖時的氧氣需要量了。 酒精生產(chǎn)，在培養(yǎng) 酒母 過程中加強(qiáng)無菌管理操作是十分重要的。因此對車間環(huán)境衛(wèi)生要十分注意，對罐體、管道的殺菌也十分重要，尤其應(yīng)當(dāng)注意對某些管道死角加強(qiáng)殺菌操作。 七 .酒母培養(yǎng)異?，F(xiàn)象與防 治措施 異?，F(xiàn)象 產(chǎn)生原因 處理方法 酵母耗糖快 1．接種量大 2．糖化醪太稀 3．培養(yǎng)溫度高 1．減少接種量提前送到發(fā)酵 2．調(diào)整糖化濃度 3．控制培養(yǎng)溫度 酵母耗糖慢 與以上情況相反 與以上情況相反 酵母細(xì)胞空泡大 1．糖化醪營養(yǎng)不良 2．酵母菌老化，培養(yǎng)時間長 1．選擇優(yōu)良原料 2．縮短培養(yǎng)時間 3．添加新糖化醪或營養(yǎng)物 20 酵母死亡率高 1．糖化醪酸度大 2．培養(yǎng)溫度高 3．糖化醪含有毒物 1．檢查并調(diào)整糖化醪 2．加強(qiáng)冷卻 3．添加營養(yǎng)物或更換糖化醪 揮發(fā)酸高 1．管路、罐體殺菌不徹底 2．糖化醪中有雜菌 1．加強(qiáng)衛(wèi)生管理及管道、罐體殺菌 2．適當(dāng)調(diào)節(jié) PH 值 3．添加抗菌素 4．更換糖化醪 第七節(jié) 酒精發(fā)酵 一、 發(fā)酵的目的要求 酒精生產(chǎn)，要求用最少的原料來生產(chǎn)盡可能多的酒精產(chǎn)品，并應(yīng)盡量減少發(fā)酵損失，為了達(dá)到這一目的，必須創(chuàng)造如下有利條件來實現(xiàn)這一目的要求： (1)在發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母菌繼續(xù)繁殖到一定數(shù)量。 (2)使糖化醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被分解，生成可發(fā)酵的糖分。 (3)發(fā)酵過程的中期和后期，要創(chuàng)造厭氣條件，使酵母在無氧條件下將糖分發(fā)酵生成酒精。 (4)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的 CO2應(yīng)設(shè)法排除，并注意加強(qiáng)對隨 CO2 逸出時被帶走酒精的捕集回收。 酒精發(fā)酵的工藝方式不同，發(fā)酵設(shè)備也有差異。從發(fā)酵形式來分，有開放式、半密閉式和密閉式三種。 密閉式發(fā)酵罐用鋼板制成，鋼板厚度視發(fā)酵罐容積不同而異，一般采用 4— 8 毫米厚鋼板制成，罐身呈圓柱形，蓋及底為圓錐形；罐內(nèi)裝冷卻蛇管，蛇管數(shù)量一般取每立方米發(fā)酵醪用不少于 平方米的冷卻面積。有的工廠在發(fā)酵罐底部設(shè)置吹泡器，以便進(jìn)行攪拌醪液，使發(fā)酵均 勻。現(xiàn)在我國大廠的大罐發(fā)酵開始采用國外流行的斜底發(fā)酵罐 ,發(fā)酵罐底部設(shè)有攪拌器 ,以避免發(fā)酵過程的滯流和滑流 現(xiàn)象。因為罐體太大（單罐容積一般在 1000 立方米以上），因此醪液采用罐外冷卻強(qiáng)制循環(huán)的辦法解決發(fā)酵升溫問題。同時因為罐體太大，采用蒸汽殺菌浪費大，而采用藥液殺菌比較經(jīng)濟(jì)。罐頂設(shè)有 CO2排出管 、 醪液輸入管。但管路設(shè)置應(yīng)盡量簡化，做到一管多用，這對減少管道死角，防止雜菌污染有重要作用。大的發(fā)酵罐的頂端及側(cè)面還應(yīng)設(shè)有人孔，以便于清洗。 二、酒精發(fā)酵機(jī)理 (一 )酒精發(fā)酵的基本理論 酒精發(fā)酵作用，是酵母菌把可發(fā)酵性的糖，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用，生成了酒精與 CO2，然后通過細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排出體外．酵母菌就是通過這種形 式進(jìn)行酒精發(fā)酵作用。 一個酵母細(xì)胞大小其直徑只有 58 微米，表面積為 5x萬次平方毫米。正常發(fā)酵醪中酵母細(xì)胞數(shù)含量約為1400 億／升，它的細(xì)胞表面積約為 7 平方米，在發(fā)酵過程中有如此巨大的細(xì)胞表面積參與物質(zhì)代謝，可見其發(fā)酵作用是十分強(qiáng)烈的。 在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酒精可以通過酵母細(xì)胞滲出到體外。因為酒精發(fā)酵是在水溶液中進(jìn)行，酒精是可以任何比例與水混合的，所以由酵母體內(nèi)排出的酒精便溶于周圍的醪液中。發(fā)酵中產(chǎn)生的 CO2，由于其溶解度較小， 所以發(fā)酵醪很快就會被其飽和。當(dāng) CO2飽和之后，便被吸附在酵母細(xì)胞表面，超 過細(xì)胞吸附能力 時 ，形成小的氣泡上升。又由于 CO2的氣泡相互碰撞，形成較大氣泡而逸出液面。 CO2氣泡的上升，也帶動了醪液中的酵母細(xì) 21 胞上下游動，從而使酵母細(xì)胞能更充分地與醪液中糖分接觸，使得發(fā)酵作用更充分 和徹底。 隨著 CO2的上升，帶動了發(fā)酵醪中的酵母細(xì)胞和物料上升，有時也能使底層的物料浮于醪液表面，這種類型的發(fā)酵稱作被動式發(fā)酵。如果發(fā)酵醪液較粘稠，則氣泡到達(dá)液面后并不破裂，且形成的泡沫持久不散，有時泡沫還可能由罐頂溢出或從 CO2管路流走 ，造成糖分 及酒份 損失，這種類型的發(fā)酵稱做泡抹發(fā)酵。 從上述可知，發(fā)酵過程中產(chǎn) 生的 CO2，應(yīng)及時予以排除，否則對發(fā)酵會產(chǎn)生不利影響。產(chǎn)生泡沫的原因有兩種，一是由于酵母的性質(zhì)或介質(zhì)的性質(zhì)引起，二是由于發(fā)酵醪 的 原料 造成 。發(fā)酵時，醪液粘稠，產(chǎn)生的氣泡到達(dá)液面并不破裂，也會造成泡沫上溢，使發(fā)酵受損失。采用消泡劑，可以防止此種現(xiàn)象。 （二）酒精發(fā)酵動態(tài) 酒精發(fā)酵過程從外觀現(xiàn)象可以將其分為如下三個發(fā)酵不同階段： 在酒母與糖化醪加入發(fā)酵罐后，醪液中的酵母細(xì)胞數(shù)還不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的營養(yǎng)物質(zhì)，所以酵母菌仍能迅速地進(jìn)行繁殖，使發(fā)酵醪中酵母細(xì)胞繁殖到一定數(shù)量。在這一時 期，醪液中的糊精繼續(xù)被糖化酶作用，生成糖分，但由于溫度較低，故糖化作用較為緩慢。 從外觀看，由于醪液中酵母數(shù)不多，發(fā)酵作用不強(qiáng)，酒精分和 CO2產(chǎn)生得很少，所以發(fā)酵醪的表面顯得比較平靜，糖分消耗也比較饅。 前發(fā)酵階段時間的長短，與酵母的接種量有關(guān)。如果接種量大，則前發(fā)酵期短，反之則長。前發(fā)酵延續(xù)時間一般為 l0 小時左右。由于前發(fā)酵期間酵母數(shù)量不多，發(fā)酵作用不強(qiáng)，所以醪液溫度上升不快。醪液溫度控制，前發(fā)酵期溫度一般不超過 30℃ 。如果溫度太高，會造成酵母早期衰老，如果溫