【導讀】經濟中起著重要的作用，與人民生活有著密切的關系。隨著現代科學事業(yè)的不斷發(fā)展，酒精的。應用范圍越來越廣泛，它是許多化工產品不可缺少的基本原料。酒精是一種很好的有機溶劑，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；有的國家正在使用，用酒精作為燃料的汽車。酒精發(fā)酵生產的副產物雜醇油，主要含有高級醇和脂類，可用來制造香料、油漆及增塑劑，蒸餾而制成，根據原料及工藝的不同，具有各自獨特的風味。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，消耗量相當大。某些中草藥，增強藥效。目前，各地酒精工廠因地制宜，也有利用野生植物淀粉質原料或亞硫酸鹽紙漿廢液和。產酒精逐漸減少，以糖蜜為原料發(fā)酵生產酒精逐漸增加，目前糖蜜酒精產量占世界總產量的40%。面積大，造紙工業(yè)發(fā)達，所以采用亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產酒精的比例很大。成混合曲來釀制小曲酒取得顯著的效果，為小曲酒機械化生產創(chuàng)造了良好條件。

　　

【正文】 一 .蒸煮的目的 薯類、谷類、野生植物等淀粉質原料 ，吸水后在高溫高壓條件下進行蒸煮，使植物組織和細胞徹底破裂，原料內含的顆粒，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，會引起發(fā)酵過程的嚴重污染，使生產失敗。通過高溫高壓蒸煮后，對原料進行了滅菌作用。 二 .淀粉質原料的物理作用 淀粉是由葡萄糖基組成的高分子物質，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和脂肪酸等混合形成顆粒狀的淀粉顆粒。 植物生長成熟后，各種植物中淀粉的含量因品種、氣候、土質以及其它生長條件的不同而不一樣，即使實在同一塊地里生長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，不溶于冷水和有機溶劑，顆粒內部是很復雜的結晶組織，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、蛋白質少的植物顆粒比較大些，形狀比較整齊些，大多數呈圓形或卵形，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。 根據實驗得出結論：一公斤玉米淀粉約含有 17000億個顆粒，從這個數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的外膜，其化學成分與內部淀粉相同，但由于外層水分損失和膠粒結構更加緊密，因而其物理性能和 內部淀粉不同。甘薯和谷類淀粉的外膜不甚堅固，易受糖化酶作用而分解，馬鈴薯淀粉顆粒的外膜較堅固，不易受糖化酶的作用。 淀粉經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。無論支鏈淀粉還是直鏈淀粉，其分子結構都是以葡萄糖為基本單位。 在蒸煮過程中，植物細胞組織的變化過程如下：在原料預煮加熱浸泡時，原料開始吸水膨脹，而且纖維素也膨化，細胞間的物質和細胞內 的物質部分溶解，使植物組織的堅固性減弱。在原料蒸煮時，當溫度生高至 120135℃ 時，最初 2025 分鐘內，果膠質的膨化和溶解基本完成，淀粉和多聚戊糖的溶解，也開始劇烈地進行。果膠質的溶解對細胞壁的破裂有重要意義，此后，當溫度生高至 145150℃ 時，由于細胞壁的強度大為削弱，淀粉便從細胞內釋出，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，即醪液在蒸煮鍋內吹出時，由于醪液通過蒸煮鍋噴出口的狹縫，壓力發(fā)生變化，產生蒸氣的絕對膨脹，使細胞破裂， 植物組織才能完全碎解。為了盡可能使原料細胞完全破裂，而成為均一的醪液，在吹醪時醪液放出的速度應當較快些。 淀粉是綠色植物進行光合作用的產物，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，生成一系列的產物，首先生成糊精，再經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來源不同而有差異，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成，它們的結構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個葡萄糖單元，分子量 相當于 32020160000，分子片段結構式如下； 支鏈淀粉分子結構較直鏈淀粉復雜，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，成樹枝分枝結構，支鏈淀粉分子量較大，平均含有 6006000個葡萄糖單元，分子量大約為 1000001000000，其分子片段結構式如下： 無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，淀粉液的碘色反應迅速失去蘭色，由紫→紅→褐→黃→無色，表現出極強的液化能力，所以，又稱為液化型淀粉酶，細菌和霉菌都能產生α 淀粉酶。淀粉的碘色反應與淀粉分子鏈的長度有關，鏈長在30個葡萄糖單位以上呈蘭色， 3020 個之間是紫色， 2013 個之間是紅色， 7以下無色。 淀粉是一種親水膠體，當淀粉與水接觸，水就滲透薄膜而進入到淀粉顆粒里面，淀粉顆粒吸水分后能發(fā)生膨漲現象，使淀粉的巨大分子鏈發(fā)生擴張，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，當溫度生至 40℃ 時，實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，淀粉顆粒體積已膨脹到 50100倍，此時，各分子之間的聯系削弱，使淀粉顆粒之間分開，此現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，會稍微有些膨脹，這種膨脹是由于 少量的水分子進入淀粉顆粒的晶區(qū)引起的，所以淀粉顆粒經糊化后，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時，往往都需要將淀粉進行蒸煮。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)，當溫度升至 100℃ 時，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，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：當溫度在糊化溫度下，原料吸水膨脹，淀粉粒開始解體，當溫度逐漸升到 120℃ 時，支鏈淀粉開始溶解，而溫度在120150℃ 之間進行高溫高壓蒸煮，則使淀粉繼續(xù)溶解，當溫度達到 135℃ 以上時，細胞破裂，淀粉就游離，細胞壁軟化。 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，同時原料組分也發(fā)生化學變化，在酒精生產過程中起著作用。 （ C6H10O5） n 是構成植物細胞壁的 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)生化學變化，只是在吸水后產生膨脹，在與濃無機酸作用下，才起水解作用而生成葡萄糖。 在 160℃ 時，纖維素在 PH為 ，而只有半纖維素部分水解。半纖維素的化學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，這些物質都不能被酒精酵母所作用。 是細胞壁組成的一部分，也是細胞間層的填充劑，其化學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，甲氧基從果膠物質中分離出來，生成甲醇，其反因式如下： 果膠物質的含量，隨原料品種不同而異，薯類原料所含果膠物質比谷類原料多，因此，生成甲醇量也較多。甲醇的存在，則對發(fā)酵不利，同時對酒精的質量也有影響。因此，在生產中應盡量控制甲醇的產生，甘薯干的蒸煮壓力不能過高，通常粉碎后的甘薯干以 萬帕斯卡為適當（ ），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，糊化不易徹底，會引起可發(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，每隔一定的時間將蒸煮鍋內的蒸氣從鍋頂放走一部分。甲醇的沸點為66℃ ，由于蒸煮時的溫度在 120℃ 以上，因而甲醇呈蒸氣狀態(tài)，存在與蒸煮鍋的上部空間，當放乏汽時，甲醇蒸氣隨廢氣排于空氣中。放乏汽不但可以將甲醇排除，而且由于鍋內壓力突然降低，達到醪液攪動的效果，使醪液蒸煮的更徹底、均勻。 淀粉在 ，尚未直接證實有水解作用，但是在原料預煮時，由于淀粉酶在 5060溫度條件下進行強烈的作用，而形成糖的積累，這是蒸煮過程中要注意的。因為糖經高溫高壓必然會引起損失。酒精發(fā)酵過程是酵母利用可發(fā)酵性糖轉化為酒精的過程，因此在蒸煮過程中盡量防止或減少原料中糖的損失，對提高酒精生產率有很大的關系。 關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 變化也不同，例如：糖分會轉化，醛糖會變成酮糖（異構化），已糖脫水變成羥甲基糠醛，又可與氨基酸結合形成黑色素。 （ 1）羥甲基糠醛的形成 當蒸煮時，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的形成，此反應在原料預煮時就已經開始，到了蒸煮時就強烈的進行。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，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，可行成褐紅色無定形的脫水產物，統(tǒng)稱為焦糖。糖酐及其聚合物也是反映的基本產物，分解時也會伴隨有副反應進行，副反應的機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物，如有氨基氮存在時，容易生成氨基葡萄糖，這是葡萄糖產生色素的基礎。焦糖是不能被發(fā)酵的，它會阻礙糖化酶對淀粉的糖化作用，并對發(fā)酵有影響，而使酒精產量降低。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，產生局部焦化現象。 甘薯干在蒸煮時， 由于原料內含有較多的糖分，比較容易形成黑色物質的焦糖，故酒精廠內一般在原料蒸煮時，常采用加水比 1∶ 1∶ ，有時還要高一些， 這樣，對淀粉利用率，會取得較好的效果。 原料蒸煮后，由于糖分分解時會形成著色物質，因而蒸煮醪常帶淡褐色，因此可根據蒸煮醪液的顏色來判斷糊化程度。在蒸煮時，可發(fā)酵性糖，主要是轉化糖，其中特別是果糖容易損失，同時有一部分淀粉水解為糊精（高分子產物），使損失率增加。 蒸煮時可發(fā)酵性糖的損失問題：蒸煮時間與壓力對糖損失的影響，是時間延長比壓力增加影響大，例如：壓力由 斯卡增至 49萬帕斯卡，既壓力增加 25%時，于相同時間內其糖分損失增加 8%，而在溫度不變，證煮時間延長 25%時，糖分損失增加 9%，不僅對糖分是如此，對維生素、氨基酸的破壞，也是這樣。 在蒸煮過程中蛋白質的變化情況如下：溫度升高到 100℃ 時，可溶性蛋白質便減少，當溫度繼續(xù)升高，則又重新增加，這是因為最初蛋白質進行凝結作用和變性作用，其后則進行膠溶作用。蒸煮時可溶性氮量是增加的，但蛋白質態(tài)氮反而下降，在蒸煮過程中蛋白質分子是不可分解的，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 淀粉質原料經過蒸煮，原料內部的淀粉膜破裂，內容物流出，變成可溶性淀粉，這一過程叫做糊化。整個蒸煮糊化過程，可分兩步進行：第一步是淀粉顆粒吸收水分而膨脹；第二步是當加熱到一定溫度時細胞破裂，內容物流出而糊化。糊化率是蒸煮過程中的一個指標，用以說明淀粉溶解的程度，糊化率的計算方法如下： 糊化率（ %） =糊精 /總糖 X100% 影響糊化率的主要因素，約有下列幾點： 酒精生產中，原料進行蒸煮前 ，預先經過粉碎，以增加原料與蒸氣的接觸面，提高熱處理的效率，對于一些帶殼原料，則必須將原料的皮殼破碎除去。原料的粉碎粒度對糊化有很大關系。 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有關，不是蒸煮醪的唯一標志，除了蒸煮醪的顏色為檢查質量的標準外，還要看醪液中有無未煮透的小粉料顆粒存在。優(yōu)良的蒸煮醪應該是用手指壓 摸時呈均勻細致，而且有光澤，所以原料的粉碎粒度對糊化率有影響。原則上是粉碎越細越好，但粉碎過細，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，粉碎度過細也無必要，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，當采用較高的壓力和較高的溫度蒸煮時，無論是連續(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，物料的粒度更應要求細些。但是，原料經過粉碎以后，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不一致。一般粉末原料，常常在較大粉粒 為了進行蒸煮，必須將原料粉碎成細粉，再加一定量的水，一般是加入由蒸餾車