{酒类资料}白酒工艺2

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1、第四节 酒精酵母 一、酒精生产对酵母菌的要求 酒精生产中要求酵母菌具有下述性能： 含有较强的酒化酶，发酵能力强，而且迅速； 繁殖速度快，具有很强的增殖能力； 耐酒精能力强，能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵； 耐温性能好，能在较高温度下进行繁殖和发酵； 抵抗杂菌能力强； 耐酸能力强； 生产性能稳定，变异性小； 发酵时产生泡沫少。,二、酒精生产中常用酵母菌及其特性 (一)酒精生产中常用的酵母菌株 1拉斯2号(Rasse )酵母 又名德国二号酵母，细胞呈长卵形，麦汁培养5.65.67微米，很少有5.68微米，子囊孢子2.9微米，但较难形成，能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖，不发酵乳糖。营养丰富时，细胞贮

2、藏有较多的肝糖，营养缺乏时，则有明显的空胞存在。该菌在玉米醪中发酵特别旺盛，适用于淀粉质原料发酵生产酒精。该菌的缺点是发酵中易产生泡沫。 2拉斯12号(Rasse )酵母 又名德国12号酵母，由马旦士(Matthes)于1902年从德国压榨酵母中分离出来。细胞圆形，近卵圆形。细胞大小普通为76.8微米，细胞间连接较多，中央部的数个至l0数个细胞常较顶端的细胞为大。能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、半乳糖和13棉子糖，不发酵乳搪。常用于酒精、白酒生产。,3K字酵母 是从日本引进来的菌种，细胞卵圆形，细胞较小，生长迅速，适用于高梁、大米、薯干原料生产酒精。 4南阳五号酵母(1300) 固体培养时，

3、菌落白色，表面光滑，质地湿润，边缘整齐；培养一周，色稍暗。细胞形态虽椭圆形，少数腊肠形(4.957.263.35.94微米)。能发酵麦芽搪、葡萄糖、蔗糖、1/3棉子糖，不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖。耐酒精分13以下。 5南阳混合酵母(1308) 固体培养时，菌落白色，表面光滑、质地湿润、边缘整齐；培养一周后，色稍暗；细胞呈圆形(6.66.6微米)，少数卵圆形；能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、1/3棉子糖，不发酵乳搪、菊糖、蜜二糖。该菌在含单宁原料中酒精发酵能力比拉斯12号速度快、变形少，产酒精能力也强。,三、酵母所需营养物质及其数量 1碳源：葡萄糖、麦芽糖等单糖及双糖。 2氮源：小分子量的蛋白胨、眎或

4、氨基酸后才能被酵母所用。原料中含氮量少时，也可补加无机氮，供给酵母生长。生产上多采用(NH4)2SO4为补充氮源。硝酸盐因不易被酵母所利用，故不采用。 3无机盐：酵母繁殖过程中需要的无机盐可从原料中获得，一般不需另加。 4维生素：维生素主要由糖化醪中获得。维生素易被高温所破坏，因此，在制备酒母糖化醪时，不宜采用高温长时间的杀菌，以减少维生素的损失。,四、酒母培养与扩大培养工艺 (一)酒母培养基的制备 1试验室阶段培养基的制备采用米曲汁或麦芽汁来做培养基。 米曲汁培养基的制备 2酒母糖化醪原料的选择：玉米最好，甘薯原科也可以用来制做酒母糖化醪，但需常加入硫酸铵以补充氮源。酒母原料，应不含单宁等有

5、害的物质。 (2) 酒母糖化醪的制做过程 原料蒸煮：, 酒母蒸煮醪的糖化：冷却到68左右进行糖化。用曲量多高于大生产的加曲量。液体曲加曲量为300单位克原料；固体曲加量为原料的10左右。糖化时间34小时，使用黄曲时，糖化温度可控制在5560，而黑曲则可控制在6065。 酒母糖化醪营养盐的添加：甘薯原料加入原科0.050.1的硫酸铵。 酒母糖化醪的酸化： pH45，硫酸调。 酒母糖化醪的杀菌：加温至8590杀菌15-30分钟。有的厂采用75杀菌。大酒母糖化醪主要控制pH值， 以抑制杂菌生长，而不再杀菌。杀菌后，冷却到27，就可供培养酒母。,(二)酒母的扩大培养 1试验室阶段的酒母扩大培养 原菌斜

6、面试管液体试管三角瓶培养卡氏罐 (1) 原菌：应接入新鲜斜面试管进行活化 (2) 斜面试管培养：28-30保温培养34天 (3) 液体试管培养：接入装有10毫升米曲汁的液体试管， 2830保温培养24小时左右 (4) 三角瓶培养：按40%装入米曲汁或糖化醪，灭菌后无菌条件下，将液体试管菌种接入，2830培养1520小时，若扩大段只用大三角瓶，多接几只液体试管，以加大接种量。 (5) 卡氏罐培养：卡氏罐培养基可使用酒母糖化醪，糖化醪应杀菌后备用，接种后将卡氏罐放于酒母室中，温室培养。,2酒母罐培养：从卡氏罐以后酒母扩大培养属于酒母车间进行培养 卡氏罐 小酒母罐 大酒母罐 成熟酒母送发酵车间 (1

7、) 间歇培养法：分小酒母罐与大酒母罐两个阶段 培养过程：酒母罐洗刷干净，并对罐体、管道进行杀菌后，将酒母糖化醪打入小酒母罐中，并接入已培养成熟的卡氏罐酒母。通无菌空气或用机械搅拌，使酒母与醪液混匀，在2830进行培养，糖分降低4045%，酒精量34%(容量)左右，并且液面有大量CO2冒出，成熟。培养成熟的小酒母再按入已装好糖化醪的大酒母罐中，同法于2830继续培养，待成熟即可送往发酵车间。 特点：间歇培养虽然有生产效率低的缺点，但是由于酵母质量易于控制，故仍被工厂采用。,(2)半连续培养法 (也叫循环培养法)： 培养过程 将卡氏罐酒母接入小酒母罐，成熟后，分割出三分之二接入大酒母罐进行培养，余

8、下的三分之一再补加新鲜酒母糖化醪连续培养，培养成熟后再分割，如此反复以上操作。大酒母培养成熟则可全部送发酵车间做接种用。 特点： 该方法培养酒母，可以710天换一次新种，如果工厂卫生管理条件较好，可以12个月换一次新种，这样不但省去了繁琐的试验室阶段培养，而且也使酵母在生产条件下进行了驯养，有利于酵母菌的繁殖和发酵。,3成熟酒母质量指标 (1) 酵母细胞数：一般为l亿毫升左右。 (2) 出芽率：酒母出芽率要求在1530%。 (3) 酵母死亡率：死亡率1% (4) 耗糖率：控制在40一50 耗糖率()（醪液原始糖度-酒母成熟时糖度）/醪液原始糖度100 (5) 酒精分：酒精含量一般为34(容量)

9、。 (6) 酸度：增酸 不大于0.05 (7) 镜检：整齐、均匀、健壮，极少染杂菌。,五、酒母培养设备结构的特点,六、影响酒母质量主要因素的讨论 1. 接种量与成熟酒母细胞数的关系：2.5立方米酒母罐中只接入一只固体斜面试管酵母种子，然后密闭静止培养2428小时，或微量通风(液面被无菌空气吹得微动)2024小时，其酵母数也可达l亿毫升左右。 2接种量与培养时间的关系：酒母接种量多控制在1：5l0。细胞数约为0.10.2亿毫升左右，经过l012小时培养成熟的酒母醪细胞数可达0.81.2亿毫升以上。 3接种时间的掌握：旺盛期,4酒母培养温度的控制：培养温度为2830。 5关于通风培养 ：1立方米酒

10、母醪，每小时通入2立方米无菌空气已可满足酵母繁殖时的氧气需要量了。有的酒精厂在制做酒母糖化醪时，在糖化结束后，通入无菌空气进行搅拌，冷却。当醪液温度降至27，进行接种培养。在培养过程中，再通风23次，每次12分钟风量以能吹动醪液翻动为度。 6.关于防止杂菌污染,第五节 酒精发酵机理 一.发酵的目的要求 在发酵前期，要创造条件，让酵母菌继续繁殖到一定数量。 使糖化醪中的淀粉和糊精继续被分解，生成可发酵的糖分。 发酵过程的中期和后期，要创造厌气条件，使酵母在无氧条件下将糖分发酵生成酒精。 发酵过程中产生的CO2应设法排除，并注意加强对随CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。,二、酒精发酵机理 (一)

11、酒精发酵的基本理论 酒精发酵作用，是酵母菌把可发酵性的糖，经过细胞内酒化酶的作用，生成了酒精与CO2，然后通过细胞膜将这些产物排出体外酵母菌就是通过这种形式进行酒精发酵作用。产生的酒精渗出到体外。产生的CO2，由于其溶解度较小，当CO2饱和后形成小的气泡上升使醪液上下循环。 （二）酒精发酵动态 1.前发酵期：发酵作用不强，酒精分和CO2产生得很少，醪的表面平静，糖分消耗也比较馒。 前发酵时间l0小时左右。温度接种时为2628，一般不超过30。注意防止杂菌污染。,2主发酵期：酵母细胞数可达1亿毫升以上。酵母菌基本上停止繁殖而主要进行酒精发酵作用。糖分迅速下降，酒精分逐渐增多。产生了大量的CO2。

12、随着CO2的逸出，可以产生很强的CO2泡沫响声。温度最好能控制在3034，主发酵时间一能为12小时左右。 3后发酵期：醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，这一阶段发酵醪中酒精和CO2产生得也少。 温度应控制在3032左右。一般约需40小时左右才能完成。总时间一般多控制在6072小时左右。,(三)酒精发酵中酵母菌的酶 1水解酶类 (1)蔗糖酶：胞外酶。 (2)麦芽糖酶：最适pH为6.757.25， 最适温为40。该酶对温度较为敏感，55即被破坏。 (3)肝糖酶 可将酵母体内贮存的肝糖(一种类似支链淀粉，但分子量较小的物质)分解为葡萄糖。肝糖酶是胞内酶 2酒化酶：酒化酶是指参与酒精发酵的各种酶及辅

13、酶的总称。它主要包括己糖磷酸化酶、氧化还原酶、烯醇化酶、脱羧酶及磷酸酶等。在这些酶的作用下、把糖变成酒精。由于这一类酶只能存在于酵母细胞内，而不被酵母分泌到细胞外，故称胞内酶。因为酒化酶存在于酵母细胞内，所以酒精发酵要求有强壮的酵母活细胞参与活动。,(四)酒精发酵机制 酒精发酵经过五个阶段，十二个已知步骤： 第一阶段：葡萄糖磷酸化，生成活泼1，6-二磷酸果糖。 葡萄糖的磷酸化, 6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖的互变： 6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构酶的催化下，转变为6-磷酸果糖。 6-磷酸果糖生成1，6-二磷酸果糖 ：6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶催化下，由ATP供给磷酸基及能量，进一步磷酸化，生成活

14、泼的1，6-二磷酸果糖，反应需Mg+激活。,第二阶段：1，6-二磷酸果糖分裂为二分子磷酸丙糖。 1，6-二磷酸果糖分解生成二分子三碳糖 ：一分子1，6-二磷酸果糖在醛缩酶的催化下，分裂为一分子磷酸二羟丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。 磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛互变 ：磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛是同分异构体，两者可在磷酸丙糖异构酶催化下互相转变：,第三阶段：3-磷酸甘油醛经氧化(脱氢)，并磷酸化，生成1，3-二磷酸甘油酸，然后将高能磷酸键转移给ADP，以产生ATP，再经磷酸基变位，和分子内重排，又给出一个高能磷酸链，而后变成丙酮酸。 3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成l，3-二磷酸甘油酸。 3-磷酸

15、甘油酸的生成： 1，3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶催化下，将高能磷酸(脂)键转移给ADP，其本身变为3-磷酸甘油酸，反应需Mg+激活。 3-磷酸甘油酸与2-磷酸甘油酸的互变： 在磷酸甘油酸变位酶催化下，3-磷酸甘油酸与2，3-二磷酸甘油酸互换磷酸基，生成2-磷酸甘油酸。 2-磷酸烯醇式丙酮酸的生成 ：在烯醇化酶的催化下，2-磷酸甘油酸脱水，生成2-磷酸烯醇式丙酮酸，反应需Mg+激活。,丙酮酸的生成： 在丙酮酸激酶催化下，2-磷酸烯醇丙酮酸失去高能磷酸键，生成烯醇式丙酮酸。烯醇式丙酮酸极不稳定，不需酶激化即可变为丙酮酸。 以上十步反应可总结为：,第四阶段：酒精的生成：酵母菌在无氧条件下，将丙酮

16、酸继续降解，产生乙醇。其反应过程如下： 丙酮酸脱羧生成乙醛 ：在脱羧酶催化下，丙酮酸脱羧，生成乙醛，反应需Mg+缴活。 乙醛还原生成乙醇 ：乙醛在乙醇脱氢酶及其辅酶（NADH2)的催化下，还原成乙醇。,（五）酒精发酵中副产物的生成 1甘油的生成 酒精发酵宜在酸性条件下进行，如果使醪液呈碱性，则会使发酵向生成甘油的方向进行。 甘油主要在酒精发酵后期产生，当发酵醪中的氮超过某种限度或发酵温度高时，会使甘油产量增多。如向发酵醪中加入NaF，会降低甘油的生成量， 但NaF的加入，其酒糟做饲料时，对牲畜有害，故应控制使用。 2杂醇油的生成 生成方式：原料中蛋白质分解或菌体蛋白水解生成了氨基酸，氨基酸进一步分解放出氨，脱羧基生成醇。,大部分高级醇类是当葡萄糖存在时，由氨基酸生成。另外，丙酮酸和乙酰CoA相结合，由于碳链的加长，当有蔗糖存在时，也可以促进高级醇生成。 影响生成因素：杂醇油的生成量和组成与所用原料有关，与酵母菌种及营养物质组成有