【導(dǎo)讀】什么叫碳水化合物和可發(fā)酵性糖?單糖、雙糖、多糖在生產(chǎn)中的作用怎樣?什么是蛋白質(zhì)、氨基酸？原料的灰分指的是什么?常用淀粉質(zhì)原料有哪幾類?生產(chǎn)中需要的輔助原料主要有哪些?原料中的單寧有什么危害？利用鮮甘薯、鮮土豆生產(chǎn)酒精具有什么特點(diǎn)?利用木薯原料生產(chǎn)酒精應(yīng)注意些什么?利用爛薯于生產(chǎn)酒精易產(chǎn)生哪些不正常的現(xiàn)。為什么說糖蜜原料不宜放在熱天生產(chǎn)？粉末原料采用氣流輸送時(shí)應(yīng)注意些什么?其工藝流程如何?什么是糊精及其糊化?蒸煮溫度對(duì)原料中的蛋白質(zhì)有什么影響？為什么蒸煮時(shí)速度不能太快、溫度不宜太高?哪些因素對(duì)完成規(guī)定的糊化率產(chǎn)生影響?用于生產(chǎn)的糖化菌種有哪些?怎樣防止液體曲的雜菌污染？為什么說使用液體曲比使用固體曲好?生產(chǎn)中如何檢測(cè)酵母的發(fā)酵能力和發(fā)酵時(shí)間?酒精生產(chǎn)中所用酵母菌在微生物學(xué)中的分類。在精餾塔中加入燒堿溶液的主要作用有三。如何估算已知成分的糖蜜發(fā)酵醪發(fā)酵后的含。如何計(jì)算連續(xù)發(fā)酵中的物料添加量?

　　

【正文】 止落料器落料慢而引 起旋風(fēng)分離器出現(xiàn)粉料阻塞現(xiàn)象。 (5)整個(gè)輸送原料的管道中，要盡量減少 90176。 的彎角和閥門，使整個(gè)輸送管道中阻力較小，使粉碎后的原料能順利地送入拌漿捅內(nèi)。 粉末原料在預(yù)煮時(shí)應(yīng)注意些什么 ? 粉末原料在進(jìn)行預(yù)煮時(shí)，一旦處理不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊、粘度高等現(xiàn)象。影響向下一工序輸送和蒸煮醪的質(zhì)量。為了防止預(yù)煮時(shí)發(fā)生這些現(xiàn)象，必須在操作中注意以下幾點(diǎn)： (1)加水比，粉碎的原料在進(jìn)行預(yù)煮前，要加入適當(dāng)?shù)乃M(jìn)行拌漿。其加水量的多少不但影響醪液的粘度，而且還會(huì)影響以后酵母的發(fā)酵。加水量小，蒸煮后醪液濃度高、粘 度高，造成輸送困難，酵母發(fā)酵困難，加水量大，設(shè)備利用率低，生產(chǎn)費(fèi)用增加。所以，正確的加水比是保證下工序能否正常生產(chǎn)的重要因素之一。通常苕干原料采用 1∶4 ，木薯原料采用 1∶4 。一般原料均在 1∶ 4。在四川的一些生產(chǎn)單位，由于設(shè)備和菌種的關(guān)系，其加水比都偏高，這樣雖然減少了糖的損失，但卻降低了設(shè)備利用率，成本并不可能減少。 (2)拌漿，在粉末原料拌漿前，向拌漿桶中加入一定量的水，水溫不得超過 50℃ ，粉末原料進(jìn)入后要充分拌勻，使其中無團(tuán)、無塊，在此過程中防止水溫過高，以免產(chǎn)生 “ 膠團(tuán) ” 難以拌勻，影響蒸 煮醪的質(zhì)量和輸送。 (3)升溫，拌勻后的漿液升溫預(yù)煮時(shí)，應(yīng)緩慢加熱升溫，防止升溫過快，引起結(jié)團(tuán)和局部受熱而焦化，通常升溫時(shí)間應(yīng)不少于 2040 分鐘。 (4)預(yù)煮溫度和時(shí)間，預(yù)煮溫度和時(shí)間應(yīng)根據(jù)原料種類不同而有所差異，一般情況下采用 60 一 80℃ 溫度下，預(yù)煮 4060 分鐘即可。實(shí)際生產(chǎn)中往往忽視預(yù)煮溫度和時(shí)間，影響蒸煮醪的質(zhì)量。 (5)使用粘度較高的原料時(shí)，可加入一定的細(xì)菌淀粉酶 (α 淀粉酶 )，降低醪液粘度，有利于發(fā)酵和輸送。同時(shí)，對(duì)于粘度較大的粉末原料，可加入其它原料混合使用或加大加水量的辦法來降低粘度。 淀粉質(zhì)原料為什么要進(jìn)行蒸煮？其工藝流程如何 ? (1)各類植物原料中的淀粉，在通過粉碎、細(xì)腦破裂，加水拌勻使之膨脹，釋出大量淀粉和可溶性物質(zhì)，又經(jīng)過 4080℃ 預(yù)煮，維持 3560分鐘后，再經(jīng)過加熱至 130145℃ 溫度， 60 一 90分鐘的蒸煮，使原料中的細(xì)胞組織徹底破裂，淀粉充分糊化，把顆粒狀的淀粉變成溶解狀的糊液，這時(shí)的可溶性糊液才能更好地被淀粉酶利用，通過蒸煮的原料有利于糖化酶的糖化和酵母菌的發(fā)酵，所以原料要進(jìn)行蒸煮。 (2)由于加熱的作用，使原料內(nèi)外附著的大量微生物，通過 100℃ 以上的蒸煮起到 滅菌的作用，這樣有效地防止了生產(chǎn)中的雜菌污染，所以原料必須經(jīng)過蒸煮。 (3)通過蒸煮，原料醪液粘度下降，有利于醪液輸送和下一工序的操作。 (4)有利于排除原料中含有的某些低沸點(diǎn)有害物質(zhì)，如甲醇、氰化物等，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量有較好的作用，故原料要進(jìn)行蒸煮。 在我國(guó)大多數(shù)的酒精廠中，已基本實(shí)現(xiàn)了蒸煮連續(xù)化，僅部分產(chǎn)量較小的單位仍保存著傳統(tǒng)的間歇蒸煮，下面就兩種蒸煮的工藝流程介紹如圖 2圖 23。 間歇蒸煮整個(gè)過程可在蒸煮鍋內(nèi)完成，一般只適宜于塊狀原料的蒸煮，蒸氣壓力要求兩頭小中間大，作用時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)大量生產(chǎn)酒精已明顯存在不足，所以被連續(xù)蒸煮所取代。 表 21 常用原料預(yù)煮、蒸煮、溫度、壓力表 原料 鮮薯干 薯干 薯干粉 木薯粉 玉米 玉米粉 高粱 小麥 橡子 項(xiàng)目 加水比 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 1∶ 預(yù)煮溫度 ℃ — — 60—65 65—75 — 80—85 — 90—80 75—85 預(yù)煮時(shí)間分 — — 35—40 40 — 45—55 — 45—50 35—40 蒸煮溫度 ℃ 130—135 130—140 128—135 128—135 140—150 140—145 145—155 140—145 138—145 升溫時(shí)間分 35 25 45 45—50 45 50 45 45 50 蒸煮壓力Kg/cm2 — — — — — — — — — 蒸煮時(shí)間分 40 65 70 75 75—80 75 65 65 80—90 排汽次數(shù) 2 3 4 5 3 6 7 6 8 注： —表示可不預(yù)煮 什么是糊精及其糊化 ? 糊精和糊化是用來衡量原料蒸煮工藝的技術(shù)用語。 淀粉在受到加熱、酸或淀粉酶作用下發(fā)生分解和水解時(shí)，將大分子的淀粉首先轉(zhuǎn)化成為小分子的中間物質(zhì)，這時(shí)的中間小分子物質(zhì)，人們就把它叫做糊精。干糊精是一種黃白色的粉末，它不溶于酒精，而易溶于水，溶解在水中具有很強(qiáng)的粘性，淀粉質(zhì)原料在進(jìn)行蒸煮 時(shí)，淀粉分子受熱分解，首先就生成了糊精。這時(shí)如果加入一滴碘時(shí)，溶液就會(huì)呈紅紫色，而不是象淀粉遇碘那樣呈藍(lán)色。淀粉轉(zhuǎn)化為糊精的過程可用下式表示： 生產(chǎn)上通常把淀粉質(zhì)原料在高溫、高壓下進(jìn)行蒸煮，使淀粉細(xì)胞徹底破裂，淀粉由顆粒狀態(tài)變?yōu)橐汉隣詈倪^程就叫做原料的糊化。其糊化程度用糊化率來表示。 糊化率 =糊精或可溶性碳水化合物 x100％ /總糖 蒸煮溫度對(duì)原料中的蛋白質(zhì)有什么影響？ 蛋白質(zhì)是一種極其復(fù)雜的有機(jī)物，它和脂肪、碳水化合物是人類營(yíng)養(yǎng)的三種主要物質(zhì)，對(duì)一切生物的生命活動(dòng)起著決定性的作用。所以它同樣對(duì)于酒糟生產(chǎn)中的酵母菌、曲霉菌也起著很重要的作用，是組成它們的原生質(zhì)和代謝物質(zhì)的成分。蛋白質(zhì)的形成和消耗主要是以氮素化合物的循環(huán)為主要形式。 原料中的蛋白質(zhì)在酸、堿或灼熱的情況下，最易引起凝固和變性，當(dāng)溫度上升到4555℃ 時(shí)，蛋白質(zhì)的變性速度就可被覺察，出觀凝固和變性的作用，這個(gè)現(xiàn)象我們?cè)谥箅u蛋和瘦肉時(shí)可以觀察到。當(dāng)溫度 上升至 100℃ 時(shí)，醪液中的可溶性蛋白質(zhì)便逐漸減少，但是溫度再繼續(xù)升高時(shí)，可溶性蛋白質(zhì)則又開始增加，隨后進(jìn)行膠合作用?？傊显谡糁筮^程中可溶性氮含量是增加的，而蛋白質(zhì)狀態(tài)的氮?jiǎng)t要下降，殘留于醪液中的氨基態(tài)氮含量是不發(fā)生變化的。 原料中的蛋白質(zhì)含量適當(dāng)，對(duì)酵母的發(fā)酵有利，如果蛋白質(zhì)多，在蛋白酶的作用下發(fā)生水解后，會(huì)使醪液升酸快、產(chǎn)生副產(chǎn)物多，生產(chǎn)中要控制發(fā)酵醪中蛋白質(zhì)態(tài)氮和氮素化合物的含量，以免影響生產(chǎn)和避免大量雜醇油的產(chǎn)生。蛋白質(zhì)含水量與凝固溫度關(guān)系如下： 蛋白質(zhì)含水量 (％ ) 0 6 18 25 50 30 分鐘內(nèi)凝固溫度 (℃ ) 160170 145 8090 7480 56 另外，生產(chǎn)中如果要了解醪液中是否有蛋白質(zhì)時(shí)，可用下述簡(jiǎn)單方法測(cè)試。 把被檢查的醪液吸入試管中，加入 45滴濃硝酸，并加至微熱，這時(shí)試管中有黃色的沉淀析出，待冷卻后再加入過量的氨水，如果這時(shí)的沉淀變?yōu)槌赛S色，則證明醪液中有蛋白質(zhì)存在。平時(shí)，操作中不慎沾有濃硝酸在手上時(shí)，皮膚變成黃色，這也是由于存在蛋白質(zhì)的緣故。 常用原料中蛋白質(zhì)含量所含氮量參數(shù)如下： 名 稱 蛋白質(zhì)含量 (％ ) 氮含量 (％ ) 薯 干 5一 6 木薯干 玉 米 89 高 梁 710 一 土豆干 57 小 麥 911 為什么蒸煮時(shí)速度不能太快、溫度不宜太高 ? 原料粉碎后首先是進(jìn)行加水預(yù)煮，使原料中的淀粉吸水膨脹、糊化，這時(shí)原料中的大量直鏈淀粉 (大分子成直鏈狀，易溶于溫水，常用原料中占淀粉含量的1520％ )和少量的支鏈淀粉 (大分子有許多側(cè)鏈，不易溶于水，通常占淀粉含量的 8085％ )開始由顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤籂?，而大量?支鏈淀粉和少量的纖維素等物質(zhì)才開始膨化，在這個(gè)時(shí)候如果我們采用快速、高溫、高壓進(jìn)行蒸煮，雖然原料的組成中以淀粉為主要成分，但其中也還含有一定量的糖、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)在受到快速地加熱、加壓時(shí)，容易產(chǎn)生焦化作用，形成對(duì)發(fā)酵、制曲有害的大量焦糖。同時(shí)，部分己糖 (六碳糖 )變?yōu)榱u甲基糠醛，羥甲基糠醛和醪液中存在的各種氨基酸分子結(jié)合形成黑色素。含有果膠質(zhì)的原料在這時(shí)產(chǎn)生甲醇量就大。醪中的可發(fā)酵蛋白質(zhì)就會(huì)減少。焦糖、黑色素、甲醇不僅不能被酵母發(fā)酵所利用，而且還會(huì)阻礙它們的生長(zhǎng)，影響原料的出酒率和產(chǎn)品的質(zhì)量。 根據(jù)資料介 紹，含葡萄糖 10％的溶液，在溫度 121℃ ，壓力為 一 (表壓 )條件下，作用 15 分鐘，可損失葡萄糖 24％；同樣溫度、壓力下，可使 10％蔗糖溶液中的蔗糖損失 ％，即是在常壓下，溫度為 100℃ 作用 30 分鐘，含葡萄糖 10％溶液中的葡萄糖也會(huì)損失 ％； 10％蔗糖溶液中的蔗糖也要損失％，由此可見，過高的溫度對(duì)原料中糖分的損失是嚴(yán)重的。 另外，在瞬時(shí)的加壓、加溫中，有部分沒有拌勻的原料，由于受到快速加熱作用，而在表面形成一些膠狀體，使蒸煮后的醪液難以達(dá)到工藝要求的糊化率，并影響醪 液的輸送。 由上可知，采用快速高溫、高壓蒸煮原料，不僅增加能源損耗，而且造成原料中有效成分的損失。有時(shí)還會(huì)因?yàn)槊土业纳郎?、升壓，?duì)設(shè)備、儀表、管道產(chǎn)生不利影響，利用率大大降低，甚至還會(huì)造成人身、設(shè)備事故。因此，為保證蒸煮后的醪液具有良好的質(zhì)量和設(shè)備的安全運(yùn)行，蒸煮原料時(shí)應(yīng)緩慢地升溫加壓，保持適宜的溫度和壓力。使蒸煮后的醪液 (糊化醪 )具有外觀光亮、呈淡黃色或棕褐色，并具有原料固有的香味，特別是玉米原料香氣更為突出。不能有不透明的硬塊、及呈白色、深褐色和有焦糊味等。 2． 8 間歇蒸煮易產(chǎn)生哪些不正常的現(xiàn)象？ 間歇蒸煮中最易發(fā)生的問題有以下幾點(diǎn)： (1)原料在進(jìn)行蒸煮前，應(yīng)先加水入鍋，再加料拌勻，當(dāng)使用粉末原料時(shí)，如果拌料水溫超過 50℃ 以上，就容易產(chǎn)生結(jié)團(tuán)、結(jié)塊現(xiàn)象使部分原料難以糊化。 (2)當(dāng)蒸煮鍋裝料量超過 80％時(shí)，就容易產(chǎn)生蒸煮后的醪液糊化不均勻，接觸蒸氣面積大的部分，原料糊化率高，接觸面積小的部分，原料糊化率低。在蒸煮過程中排氣時(shí)，容易將醪液從排氣管中排出。所以，裝料系數(shù)一般應(yīng)不超過 一 ，否則蒸煮鍋的利用率會(huì)明顯的下降。 (3)當(dāng)蒸氣壓力不穩(wěn)定，技術(shù)掌握不熟練時(shí)，難以控制準(zhǔn)確的糊化率，經(jīng)常出 現(xiàn)不是煮焦，就是出夾生料。 (4)間歇蒸煮原料，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，消耗蒸氣多。有時(shí)會(huì)因蒸煮時(shí)間安排不當(dāng)，出現(xiàn)糖化、發(fā)酵環(huán)節(jié)缺料和積料現(xiàn)象，使生產(chǎn)周期延長(zhǎng)。發(fā)醉率偏低。 哪些因素對(duì)完成規(guī)定的糊化率產(chǎn)生影響 ? 原料在蒸煮的過程中，對(duì)達(dá)到工藝規(guī)定的糊化率產(chǎn)生影響的因素主要有以下幾個(gè)方面。 1．原料的粉碎比 原料粉碎比的大小，與熱處理的接觸面積和效率有直接關(guān)系，一般說來，粉碎比越大，粉料越細(xì)，總接觸面積越大，熱處理效率越高。生產(chǎn)中采用 的篩孔時(shí)，對(duì)完成規(guī)定的糊化率較適宜，過大則難以糊化，過 小耗電量會(huì)增加，因而，控制原料的粉碎比對(duì)完成工藝規(guī)定的糊化率有重要作用。 2．拌漿加水比 原料在拌漿時(shí)，加水量的多少不但與原料種類有關(guān)，而且．對(duì)完成糊化率有密切聯(lián)系，一般薯類原料采用 1∶3 4，糧谷原料采用 1∶ 的加水比，對(duì)達(dá)到適宜的糊化率有較好的效果。 3．蒸煮壓力與溫度 原料蒸煮時(shí)的蒸氣壓力和溫度是蒸煮醪能否達(dá)到要求的糊化率最關(guān)鍵性的因素。蒸氣壓力高、溫度也高，原料糊化就快。壓力低、溫度低則糊化速度就慢。壓力、溫度越穩(wěn)、完成規(guī)定的糊化率就越有保證。所以、控制最適宜的壓力、溫度對(duì)完成規(guī)定的糊化 率起關(guān)鍵性作用。例如薯干原料蒸煮時(shí)控制溫度在 128 一 135℃ 之間、壓力在 (表壓 )，可使糊化率控制在8892％之內(nèi)。 4．蒸煮時(shí)間 蒸煮時(shí)間也是影晌糊化率完成的重要因素，時(shí)間糊化率高，時(shí)間短糊化率就低。通常情況下連續(xù)蒸煮時(shí)間控制在 90 一 120 分鐘。例如薯干以 90100分鐘為宜，玉米則以 100 一 120 分鐘為宜。 5．其它因素 預(yù)煮時(shí)的溫度、時(shí)間，循環(huán)排氣次數(shù)等都可對(duì)完成糊化率產(chǎn)生影響，有時(shí)除了生產(chǎn)控制條件的影響以外，還可能因化驗(yàn)分析不準(zhǔn)、設(shè)備性能差等因素也會(huì)影響糊化率。使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生 較大的波動(dòng)。這些都應(yīng)引起我們?cè)谏a(chǎn)中注意。 第三章 制曲和糖花 什么叫做糖化 ?其目的是什么 ? 淀粉質(zhì)原料通過蒸煮以后，把顆粒狀態(tài)的淀粉變成了溶解狀態(tài)的糊精，這時(shí)的糊精還不能被酵母直接利用，發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳，還必須采取添加糖化劑 (麩曲、液體曲、糖化酶 )的辦法，把醪液中的淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖等物質(zhì)后，才能被酵母所利用，發(fā)酵產(chǎn)生酒精。這個(gè)將可溶 性淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為糖的過程，生產(chǎn)中就叫做糖化。 其轉(zhuǎn)化過程可用下列方程式表示： 淀粉糖化的目的，是通過糖化劑中的曲霉菌體里所具有的各種酶系作用，將淀粉、糊精進(jìn)行水解。其中所含的 α 淀粉酶 (又叫做液化酶 )能使淀粉液化，醪液粘度下降，有利于醪液輸送和酵母的發(fā)酵，它還能將淀粉中的直鍵淀粉最終水解，生成 87％的麥芽糖和 13％的葡萄 糖。利用菌種中淀粉 1， 4葡萄糖苷酶 (也叫做糖化酶 )或者叫做葡萄糖生成酶，作用于淀粉分子中結(jié)合的 1， 4糖苷鍵，從分子長(zhǎng)鏈的非還原端，一個(gè)一個(gè)地水解為葡萄糖水子，雖然它不能切斷 1， 6鍵，但是切到分支點(diǎn)時(shí)可繞過 1,6鍵而將 1,4鍵水解，水解后的產(chǎn)物幾乎全部生成萄萄糖。該酶也能分解麥芽糖，生成兩分子的葡萄糖。利用糖化酶中的 1， 6 葡萄糖苷酶，分解醪液中的界限糊精，生成可發(fā)酵性糖。利用菌體中的磷酸糊精酶，使醪液中磷酸與醇式羥基結(jié)合成酯的磷酸糊精水解成為葡萄糖，同時(shí)釋出磷酸。利用其中的單寧酶、果膠酶分解原料中所含的單寧和 果膠質(zhì)，從而減少生產(chǎn)中的有害物質(zhì)。利用蛋白酶分解原料中的蛋白質(zhì)，生成酵母的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 蛋白陳或肽。糖化酶系中，還有一種轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶，它的作用是把可發(fā)酵糖