【導(dǎo)讀】經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用，與人民生活有著密切的關(guān)系。隨著現(xiàn)代科學(xué)事業(yè)的不斷發(fā)展，酒精的。應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，它是許多化工產(chǎn)品不可缺少的基本原料。酒精是一種很好的有機(jī)溶劑，也可作為洗滌劑和浸出劑。在醫(yī)藥上酒精可用與滅菌。和汽油；有的國(guó)家正在使用，用酒精作為燃料的汽車。酒精發(fā)酵生產(chǎn)的副產(chǎn)物雜醇油，主要含有高級(jí)醇和脂類，可用來(lái)制造香料、油漆及增塑劑，蒸餾而制成，根據(jù)原料及工藝的不同，具有各自獨(dú)特的風(fēng)味。白酒是廣大人民生活的嗜好品，一般人每逢節(jié)日，往往以飲酒表示歡慶，消耗量相當(dāng)大。某些中草藥，增強(qiáng)藥效。目前，各地酒精工廠因地制宜，也有利用野生植物淀粉質(zhì)原料或亞硫酸鹽紙漿廢液和。產(chǎn)酒精逐漸減少，以糖蜜為原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精逐漸增加，目前糖蜜酒精產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的40%。面積大，造紙工業(yè)發(fā)達(dá)，所以采用亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精的比例很大。成混合曲來(lái)釀制小曲酒取得顯著的效果，為小曲酒機(jī)械化生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。

　　

【正文】 一 .蒸煮的目的 薯類、谷類、野生植物等淀粉質(zhì)原料 ，吸水后在高溫高壓條件下進(jìn)行蒸煮，使植物組織和細(xì)胞徹底破裂，原料內(nèi)含的顆粒，由于吸水膨脹而破壞，使淀粉由顆粒變成溶解狀態(tài)的糊液，目的是使它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可發(fā)酵性糖。 其次，由于原料表面附著大量的微生物，如果不將這些微生物殺死，會(huì)引起發(fā)酵過程的嚴(yán)重污染，使生產(chǎn)失敗。通過高溫高壓蒸煮后，對(duì)原料進(jìn)行了滅菌作用。 二 .淀粉質(zhì)原料的物理作用 淀粉是由葡萄糖基組成的高分子物質(zhì)，廣泛存在于植物種子（如玉米、麥、大米、高粱等）、塊根（如甘薯、木薯等），塊莖（如馬鈴薯）里。淀粉是由直 鏈淀粉、支鏈淀粉與少量的礦物質(zhì)和脂肪酸等混合形成顆粒狀的淀粉顆粒。 植物生長(zhǎng)成熟后，各種植物中淀粉的含量因品種、氣候、土質(zhì)以及其它生長(zhǎng)條件的不同而不一樣，即使實(shí)在同一塊地里生長(zhǎng)同一品種的不同植株，其所含淀粉量也不一定相同。 淀粉是白色的微小顆粒，不溶于冷水和有機(jī)溶劑，顆粒內(nèi)部是很復(fù)雜的結(jié)晶組織，在顯微鏡的觀察下，淀粉顆粒呈透明，具有一定的形狀和大小，不同原料的淀粉具有不同形狀和大小。淀粉顆粒的形狀可分為圓形、橢圓形和多角形三種。一般含水分高、蛋白質(zhì)少的植物顆粒比較大些，形狀比較整齊些，大多數(shù)呈圓形或卵形，如 馬鈴薯、木薯的淀粉。同一種淀粉的顆粒，大小也不均勻，例如：玉米淀粉顆粒的大小很不一致，最小的為 5毫米，最大的為 26毫米，中間還有許多種大小平均為 15毫米，形狀呈卵圓形。 木薯淀粉顆粒大小范圍為 535微米，平均值為 20微米。馬鈴薯淀粉顆粒大小范圍為15100微米，淀粉卵圓形均有同心環(huán)。甘薯淀粉顆粒大小范圍為 1025微米，呈圓形。大麥淀粉顆粒最小約 2微米左右。高粱淀粉顆粒大小為 629 微米，呈多角形。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：一公斤玉米淀粉約含有 17000億個(gè)顆粒，從這個(gè)數(shù)字可以看出淀粉顆粒大小的程度。 淀粉顆粒具有的抵抗外力作用較強(qiáng)的外膜，其化學(xué)成分與內(nèi)部淀粉相同，但由于外層水分損失和膠粒結(jié)構(gòu)更加緊密，因而其物理性能和 內(nèi)部淀粉不同。甘薯和谷類淀粉的外膜不甚堅(jiān)固，易受糖化酶作用而分解，馬鈴薯淀粉顆粒的外膜較堅(jiān)固，不易受糖化酶的作用。 淀粉經(jīng)熱水處理分為兩部分：一部分是極易溶于溫水，水溶液黏度較小，而且有不穩(wěn)定，靜置后可析出沉淀的，稱為直鏈淀粉，另一部分是難溶于溫水，只有在加熱條件下，才能溶于水，形成粘滯糊精的，稱為支鏈淀粉。無(wú)論支鏈淀粉還是直鏈淀粉，其分子結(jié)構(gòu)都是以葡萄糖為基本單位。 在蒸煮過程中，植物細(xì)胞組織的變化過程如下：在原料預(yù)煮加熱浸泡時(shí)，原料開始吸水膨脹，而且纖維素也膨化，細(xì)胞間的物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi) 的物質(zhì)部分溶解，使植物組織的堅(jiān)固性減弱。在原料蒸煮時(shí)，當(dāng)溫度生高至 120135℃ 時(shí)，最初 2025 分鐘內(nèi)，果膠質(zhì)的膨化和溶解基本完成，淀粉和多聚戊糖的溶解，也開始劇烈地進(jìn)行。果膠質(zhì)的溶解對(duì)細(xì)胞壁的破裂有重要意義，此后，當(dāng)溫度生高至 145150℃ 時(shí)，由于細(xì)胞壁的強(qiáng)度大為削弱，淀粉便從細(xì)胞內(nèi)釋出，直至蒸煮完畢為止。在原料的后熟階段，雖然原料不斷軟化，但大部分仍然沒有失去原有的狀態(tài)，只有在吹醪時(shí)，即醪液在蒸煮鍋內(nèi)吹出時(shí)，由于醪液通過蒸煮鍋噴出口的狹縫，壓力發(fā)生變化，產(chǎn)生蒸氣的絕對(duì)膨脹，使細(xì)胞破裂， 植物組織才能完全碎解。為了盡可能使原料細(xì)胞完全破裂，而成為均一的醪液，在吹醪時(shí)醪液放出的速度應(yīng)當(dāng)較快些。 淀粉是綠色植物進(jìn)行光合作用的產(chǎn)物，植物把淀粉貯藏在種子或塊根中，作為貯備的養(yǎng)料。谷類植物中含淀粉較多，例如大米中含淀粉 6282%。 淀粉在稀酸作用下可發(fā)生水解，生成一系列的產(chǎn)物，首先生成糊精，再經(jīng)麥芽糖而最后得到葡萄糖。 糊精是比淀粉分子較小的多糖，能溶于水成為膠體溶液，多用作漿糊。 淀粉的顆粒形狀根據(jù)來(lái)源不同而有差異，但它們都是有直鏈淀粉和支鏈淀粉所組成的，這兩種淀粉都是由葡萄糖單元構(gòu)成，它們的結(jié)構(gòu)上差異在于鏈的形狀不同。在直鏈淀粉中葡萄糖單元連接成直鏈，稱為直鏈淀粉，而在支鏈淀粉中則由于含有支鏈，稱為支鏈淀粉，在一般淀粉顆粒中直鏈淀粉量較少，約為 1520%左右。 淀粉大分子是葡萄糖單元之間以 α 1， 4鍵相互縮合成鏈，直鏈淀粉平均含有 200980個(gè)葡萄糖單元，分子量 相當(dāng)于 32020160000，分子片段結(jié)構(gòu)式如下； 支鏈淀粉分子結(jié)構(gòu)較直鏈淀粉復(fù)雜，除α 1， 4鍵縮合的葡萄糖鏈以外，還以 α 1， 6鍵使葡萄糖單元縮合，成樹枝分枝結(jié)構(gòu)，支鏈淀粉分子量較大，平均含有 6006000個(gè)葡萄糖單元，分子量大約為 1000001000000，其分子片段結(jié)構(gòu)式如下： 無(wú)論直鏈淀粉還是支鏈淀粉，受到 a淀粉酶作用，使淀粉糊的黏度很快降低，淀粉液的碘色反應(yīng)迅速失去蘭色，由紫→紅→褐→黃→無(wú)色，表現(xiàn)出極強(qiáng)的液化能力，所以，又稱為液化型淀粉酶，細(xì)菌和霉菌都能產(chǎn)生α 淀粉酶。淀粉的碘色反應(yīng)與淀粉分子鏈的長(zhǎng)度有關(guān)，鏈長(zhǎng)在30個(gè)葡萄糖單位以上呈蘭色， 3020 個(gè)之間是紫色， 2013 個(gè)之間是紅色， 7以下無(wú)色。 淀粉是一種親水膠體，當(dāng)?shù)矸叟c水接觸，水就滲透薄膜而進(jìn)入到淀粉顆粒里面，淀粉顆粒吸水分后能發(fā)生膨漲現(xiàn)象，使淀粉的巨大分子鏈發(fā)生擴(kuò)張，因體積膨大，重量增加。膨化作用的第一階段，是原料吸收 2025%的水分后，當(dāng)溫度生至 40℃ 時(shí)，實(shí)際上膨化作用的第二階段已開始，隨著溫度升高而繼續(xù)膨化，到溫度升至糊化溫度 6080℃ 時(shí)，淀粉顆粒體積已膨脹到 50100倍，此時(shí)，各分子之間的聯(lián)系削弱，使淀粉顆粒之間分開，此現(xiàn)象在工藝上叫做淀粉糊化。 淀粉顆粒在冷水或溫水中浸泡后，會(huì)稍微有些膨脹，這種膨脹是由于 少量的水分子進(jìn)入淀粉顆粒的晶區(qū)引起的，所以淀粉顆粒經(jīng)糊化后，更易被淀粉酶水解，因此在發(fā)酵工業(yè)中用淀粉作原料生產(chǎn)時(shí)，往往都需要將淀粉進(jìn)行蒸煮。各種不同原料的淀粉，它們的糊化溫度也不相同，如下表： 直鏈淀粉溶解在熱水中，形成有粘性的糖化液狀態(tài)，當(dāng)溫度升至 100℃ 時(shí)，支鏈淀粉開始溶解于水，形成非常粘滯的液體，等到溫度繼續(xù)上升 至 135℃ 以上時(shí)，支鏈淀粉溶解的更多。綜合上述情況，可以看出由于加熱后，使原料中淀粉溶解的過程是：當(dāng)溫度在糊化溫度下，原料吸水膨脹，淀粉粒開始解體，當(dāng)溫度逐漸升到 120℃ 時(shí)，支鏈淀粉開始溶解，而溫度在120150℃ 之間進(jìn)行高溫高壓蒸煮，則使淀粉繼續(xù)溶解，當(dāng)溫度達(dá)到 135℃ 以上時(shí)，細(xì)胞破裂，淀粉就游離，細(xì)胞壁軟化。 三、蒸煮過程中原料組分的變化 原料在蒸煮過程中不僅發(fā)生淀粉顆粒、植物組織的物理變化，同時(shí)原料組分也發(fā)生化學(xué)變化，在酒精生產(chǎn)過程中起著作用。 （ C6H10O5） n 是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的 主要成分，其組成主要有許多失水的葡萄糖組成，在蒸煮過程中不發(fā)生化學(xué)變化，只是在吸水后產(chǎn)生膨脹，在與濃無(wú)機(jī)酸作用下，才起水解作用而生成葡萄糖。 在 160℃ 時(shí)，纖維素在 PH為 ，而只有半纖維素部分水解。半纖維素的化學(xué)成分是有多聚戊糖和多聚已糖組成，在微酸性情況下受熱，多聚戊糖分解為木糖和阿拉伯糖，木糖分解為糠醛，多聚已糖將部分解為糊精，這些物質(zhì)都不能被酒精酵母所作用。 是細(xì)胞壁組成的一部分，也是細(xì)胞間層的填充劑，其化學(xué)成分是由許多鏈狀化合物的半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲脂所組成，如下所示： 里面含有許多甲氧基，在蒸煮時(shí)，甲氧基從果膠物質(zhì)中分離出來(lái)，生成甲醇，其反因式如下： 果膠物質(zhì)的含量，隨原料品種不同而異，薯類原料所含果膠物質(zhì)比谷類原料多，因此，生成甲醇量也較多。甲醇的存在，則對(duì)發(fā)酵不利，同時(shí)對(duì)酒精的質(zhì)量也有影響。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)盡量控制甲醇的產(chǎn)生，甘薯干的蒸煮壓力不能過高，通常粉碎后的甘薯干以 萬(wàn)帕斯卡為適當(dāng)（ ），不粉碎的甘薯干約 斯卡，采用降低壓力的辦法，可以減少糖的損失，但原料在低溫低壓時(shí)，糊化不易徹底，會(huì)引起可發(fā)酵性糖分的損失。如果是采用間歇蒸煮，則可考慮用放乏汽的操作方法，來(lái)排除醪液中的甲醇，所謂放乏汽，就是在原料蒸煮過程中，每隔一定的時(shí)間將蒸煮鍋內(nèi)的蒸氣從鍋?lái)敺抛咭徊糠?。甲醇的沸點(diǎn)為66℃ ，由于蒸煮時(shí)的溫度在 120℃ 以上，因而甲醇呈蒸氣狀態(tài)，存在與蒸煮鍋的上部空間，當(dāng)放乏汽時(shí)，甲醇蒸氣隨廢氣排于空氣中。放乏汽不但可以將甲醇排除，而且由于鍋內(nèi)壓力突然降低，達(dá)到醪液攪動(dòng)的效果，使醪液蒸煮的更徹底、均勻。 淀粉在 ，尚未直接證實(shí)有水解作用，但是在原料預(yù)煮時(shí)，由于淀粉酶在 5060溫度條件下進(jìn)行強(qiáng)烈的作用，而形成糖的積累，這是蒸煮過程中要注意的。因?yàn)樘墙?jīng)高溫高壓必然會(huì)引起損失。酒精發(fā)酵過程是酵母利用可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為酒精的過程，因此在蒸煮過程中盡量防止或減少原料中糖的損失，對(duì)提高酒精生產(chǎn)率有很大的關(guān)系。 關(guān)于原料中糖分在蒸煮過程中的分解，甘薯中主要含 β 淀粉酶，只生成麥芽糖，其次是單糖，而馬鈴薯中所含的糖主要是葡萄糖和果糖及少量的蔗糖，谷物原料中則以蔗糖為主 。在蒸煮過程中，不同的糖分，其化學(xué) 變化也不同，例如：糖分會(huì)轉(zhuǎn)化，醛糖會(huì)變成酮糖（異構(gòu)化），已糖脫水變成羥甲基糠醛，又可與氨基酸結(jié)合形成黑色素。 （ 1）羥甲基糠醛的形成 當(dāng)蒸煮時(shí)，已糖脫水變成羥甲基糠醛，這是一種極不穩(wěn)定的化合物，它會(huì)繼續(xù)分解為甲酸和糖尾酸（左旋糖酸），伴隨的副反映是黑色素和腐殖質(zhì)的形成，此反應(yīng)在原料預(yù)煮時(shí)就已經(jīng)開始，到了蒸煮時(shí)就強(qiáng)烈的進(jìn)行。羥甲基糠醛很容易和新生的氨基酸分子起作用，而形成黑色素。黑色素積累的速度與還原糖及氨基酸的濃度成正比例，為了抑制黑色素形成的反映，在原料蒸煮時(shí)，可以采用較多的水量。 （ 2）焦糖的形成 糖分 在接近熔化的溫度下加熱時(shí)，可行成褐紅色無(wú)定形的脫水產(chǎn)物，統(tǒng)稱為焦糖。糖酐及其聚合物也是反映的基本產(chǎn)物，分解時(shí)也會(huì)伴隨有副反應(yīng)進(jìn)行，副反應(yīng)的機(jī)理大致與酸性羥甲基糠醛相類似。在蒸煮過程中葡萄糖也容易焦化生成呈色的產(chǎn)物，如有氨基氮存在時(shí)，容易生成氨基葡萄糖，這是葡萄糖產(chǎn)生色素的基礎(chǔ)。焦糖是不能被發(fā)酵的，它會(huì)阻礙糖化酶對(duì)淀粉的糖化作用，并對(duì)發(fā)酵有影響，而使酒精產(chǎn)量降低。在糖類中果糖最容易焦化而生成焦糖。高濃度的糖液比低濃度的糖液較易形成焦糖，在蒸煮過程中局部過熱，也容易形成焦糖，產(chǎn)生局部焦化現(xiàn)象。 甘薯干在蒸煮時(shí)， 由于原料內(nèi)含有較多的糖分，比較容易形成黑色物質(zhì)的焦糖，故酒精廠內(nèi)一般在原料蒸煮時(shí)，常采用加水比 1∶ 1∶ ，有時(shí)還要高一些， 這樣，對(duì)淀粉利用率，會(huì)取得較好的效果。 原料蒸煮后，由于糖分分解時(shí)會(huì)形成著色物質(zhì)，因而蒸煮醪常帶淡褐色，因此可根據(jù)蒸煮醪液的顏色來(lái)判斷糊化程度。在蒸煮時(shí)，可發(fā)酵性糖，主要是轉(zhuǎn)化糖，其中特別是果糖容易損失，同時(shí)有一部分淀粉水解為糊精（高分子產(chǎn)物），使損失率增加。 蒸煮時(shí)可發(fā)酵性糖的損失問題：蒸煮時(shí)間與壓力對(duì)糖損失的影響，是時(shí)間延長(zhǎng)比壓力增加影響大，例如：壓力由 斯卡增至 49萬(wàn)帕斯卡，既壓力增加 25%時(shí)，于相同時(shí)間內(nèi)其糖分損失增加 8%，而在溫度不變，證煮時(shí)間延長(zhǎng) 25%時(shí)，糖分損失增加 9%，不僅對(duì)糖分是如此，對(duì)維生素、氨基酸的破壞，也是這樣。 在蒸煮過程中蛋白質(zhì)的變化情況如下：溫度升高到 100℃ 時(shí)，可溶性蛋白質(zhì)便減少，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，則又重新增加，這是因?yàn)樽畛醯鞍踪|(zhì)進(jìn)行凝結(jié)作用和變性作用，其后則進(jìn)行膠溶作用。蒸煮時(shí)可溶性氮量是增加的，但蛋白質(zhì)態(tài)氮反而下降，在蒸煮過程中蛋白質(zhì)分子是不可分解的，所以，殘留于液體中的氨基態(tài)氮沒有變化。再普通蒸煮操作中，谷物中的含蛋量有 2025%轉(zhuǎn)移到液體中去。 在蒸煮過程中變化是很小的。 四、影響糊化率主要因素的討論 淀粉質(zhì)原料經(jīng)過蒸煮，原料內(nèi)部的淀粉膜破裂，內(nèi)容物流出，變成可溶性淀粉，這一過程叫做糊化。整個(gè)蒸煮糊化過程，可分兩步進(jìn)行：第一步是淀粉顆粒吸收水分而膨脹；第二步是當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)細(xì)胞破裂，內(nèi)容物流出而糊化。糊化率是蒸煮過程中的一個(gè)指標(biāo)，用以說(shuō)明淀粉溶解的程度，糊化率的計(jì)算方法如下： 糊化率（ %） =糊精 /總糖 X100% 影響糊化率的主要因素，約有下列幾點(diǎn)： 酒精生產(chǎn)中，原料進(jìn)行蒸煮前 ，預(yù)先經(jīng)過粉碎，以增加原料與蒸氣的接觸面，提高熱處理的效率，對(duì)于一些帶殼原料，則必須將原料的皮殼破碎除去。原料的粉碎粒度對(duì)糊化有很大關(guān)系。 完全糊化之前焦化，造成出酒率的降低。 一般而言，良好的蒸煮醪液應(yīng)該是淡黃色或淺褐色，較為透明，不易凝固。蒸煮過老的蒸煮醪，則顏色焦黑帶褐色，而且有苦味和焦味，蒸煮醪太嫩，表現(xiàn)出顏色較淡，混濁不清，容易凝固，味甜。但蒸煮醪的顏色深淺與原料的性質(zhì)有關(guān)，不是蒸煮醪的唯一標(biāo)志，除了蒸煮醪的顏色為檢查質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)外，還要看醪液中有無(wú)未煮透的小粉料顆粒存在。優(yōu)良的蒸煮醪應(yīng)該是用手指壓 摸時(shí)呈均勻細(xì)致，而且有光澤，所以原料的粉碎粒度對(duì)糊化率有影響。原則上是粉碎越細(xì)越好，但粉碎過細(xì)，消耗電力大。淀粉的溶解還受蒸煮過程中的磨擦和放醪等條件影響，因此，粉碎度過細(xì)也無(wú)必要，酒精工廠一般采用通過 。 原料粉碎度隨原料的種類和蒸煮方法的不同而有差異，當(dāng)采用較高的壓力和較高的溫度蒸煮時(shí)，無(wú)論是連續(xù)蒸煮還是間歇蒸煮，一般都采用較粗的粒度，相反，在略低的壓力和溫度下蒸煮時(shí)，物料的粒度更應(yīng)要求細(xì)些。但是，原料經(jīng)過粉碎以后，物料的粒度一般要求均勻一些，粒度大小不要相差太大。如果粒度 不一致的程度太大，則由于不同粒度的蒸煮條件各不相同，在同一蒸煮條件下，形成物料的糊化程度就會(huì)不一致。一般粉末原料，常常在較大粉粒 為了進(jìn)行蒸煮，必須將原料粉碎成細(xì)粉，再加一定量的水，一般是加入由蒸餾車