釀酒科技2013年第11期(總第233期)· LIQUOR- MAKING SCIENCE& TECHNOLOGY2013No.llol233)玉米生料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝研究陶磊,王芳',張偉民',張娜娜2(1.安徽中糧生化燃料酒精有限公司,安徽蚌埠233010;2.中糧生物化學(xué)(安徽)股份有限公司,安徽蚌埠233010)摘要:對(duì)玉米生料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝進(jìn)行了研究,進(jìn)行了100L發(fā)酵罐試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為:顆粒度30目通過(guò)率100%,酵母0.02%GC626酶015gkg玉米粉 FERMGEN酶0.10gkg玉米粉, STARGEN002酶2.0gkg玉米粉,液化時(shí)間2h,料水比1:2.35,發(fā)酵溫度32℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100rmin,發(fā)酵時(shí)間80~90h。結(jié)果表明,無(wú)蒸煮生料發(fā)酵工藝是可行的,可節(jié)省發(fā)酵法生產(chǎn)酒精過(guò)程中的能源消耗。關(guān)鍵詞:玉米;生料發(fā)酵;乙醇;工藝中圖分類(lèi)號(hào):TS2622;TS2614;TS261.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-9286(2013)11-0059-0Study on the Fermentation of Uncooked Corn Flour to Produce AlcoholTAO Lei, WANG Fang, ZHANG Weimin'and ZHANG Nana2(1.Anhui CoFCO Biochemical Fuel Ethanol Co. Ltd, Bengbu, Anhui 233010; 2. COFCO Biochemistry(Anhui)Co LtdBengbu, Anhui 233010, ChinaAbstract: In order to study the fermentation of uncooked com flour to produce alcohol, 10oL fermenting pot test was camied out and the experimental conditions were as follows: granule size (30 mesh, 100% pass rate), 0.02 yeast used, the use level of GC626 and FERMGEN andSTARGENo02 were 0. 15 g and 0. 10g and 2.0 g respectively per kg com flour, liquefaction time was 2 h, the ratio of raw materials and water was1: 2.35, fermenting temperature was at 32 C, stirring speed was 100 r/min, and fermenting time was 80-90 h. The experimental results showedthat the fermentation of uncooked com flour to produce alcohol was feasible and it could save energy consumption in practiceKey words: corm; fermentation of uncooked com; alcohol; technology當(dāng)前全世界正面臨日益嚴(yán)重的石油能源危機(jī),能源源;改善勞動(dòng)條件,降低勞動(dòng)強(qiáng)度30%左右;由于降低了瓶頸一直制約著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于石油等化石燃料日趨枯高溫蒸煮過(guò)程中游離糖的損耗,淀粉出酒率大大提高。本竭,酒精已成為最具潛力的替代品,因此,燃料酒精的生試驗(yàn)采用脫胚玉米粉為原料,進(jìn)行生料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙產(chǎn)越來(lái)越受到人們的重視,它已成為世界上許多國(guó)家研醇的工藝研究。究的重要領(lǐng)域之一田。1材料與方法傳統(tǒng)的酒精生產(chǎn)工藝是將淀粉質(zhì)原料通過(guò)蒸煮液化、糖化工段預(yù)制成葡萄糖,利用酵母發(fā)酵而轉(zhuǎn)化為含酒1.1材料、試劑及儀器精混合物,再通過(guò)精餾分離制得乙醇的過(guò)程。其中蒸煮脫胚玉米粉:安徽中糧生化燃料酒精有限公司粉碎液化、糖化工段的蒸汽耗量占整個(gè)酒精生產(chǎn)能耗的30%車(chē)間提供,水分1263%,淀粉含量7293%;安琪釀酒高~40%,能耗較高。生料發(fā)酵,是指原料無(wú)需先經(jīng)過(guò)蒸活性干酵母:湖北宜昌產(chǎn);耐高溫a-淀粉酶(700煮液化糖化而直接加水拌料使糖化、發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行。該AAUg)、ASP糖化酶(580 TGAU/g):杰能科生物工程有工藝蒸汽和冷卻水用量最少,酒精含量也高,與普遍采用限公司生產(chǎn);其他試劑為國(guó)產(chǎn)分析純;實(shí)驗(yàn)中所用酶制劑的酒精生產(chǎn)工藝相比,綜合能耗下降8%,節(jié)約大量能見(jiàn)表1表1實(shí)驗(yàn)所用酶制劑新型酶制劑名稱性能優(yōu)勢(shì)用量生產(chǎn)廠家GC626淀粉酶可與糖化酶協(xié)同作用水解未糊化或液化的顆粒淀粉10000SSU/g水解玉米顆粒中包裹了淀粉的蛋白質(zhì),促進(jìn)難水解淀粉的降解1000SAPU/g杰能科生物工FERMGEN酸性蛋白酶STARGEN0Q淀粉水解酶可與淀粉酶協(xié)同作用水解未糊化或液化的顆粒淀粉產(chǎn)生葡萄糖5706AU/g程有限公司收稿日期:2013-0109;修回日期:2013-03-18優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間:2013-08-07;地址htp/www.cnki.net/kcms/detail521051T201308071713007html釀酒科技2013年第11期(總第233期)· LIQUOR- MAKING SCIENCE& TECHNOLOGY2013No. I I Tol233儀器設(shè)備:恒溫?fù)u床,上海博翎儀器設(shè)備有限公司生表2顆粒度對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響(g/100m)產(chǎn);100L全自動(dòng)發(fā)酵罐,上海國(guó)強(qiáng)生化工程裝備有限公司生產(chǎn);恒溫水浴鍋,江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠生產(chǎn);電項(xiàng)日未過(guò)過(guò)3目過(guò)40且三糖0.040.熱鼓風(fēng)干燥箱,湖北省黃石市醫(yī)療器械廠生產(chǎn);高效液相0.020.02色譜, Warters e2695;分析天平, Mettler Toledo XP6002葡萄糖0.010.010.01SDRAL204;顯微鏡, Olympus BX51;實(shí)驗(yàn)室pH計(jì),果糖0.020.02乳酸0.040.Mettler Toledo Fe20;全自動(dòng)還原糖測(cè)定儀,SGD-ⅣV。0.070.070.081.2實(shí)驗(yàn)方法丁二酸0.130.130.1312.1顆粒度對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響甘油0.610.65分別稱取未過(guò)篩、過(guò)30目篩和過(guò)40目篩的玉米粉s0g于20mL三角燒瓶中加入蒸餾水125g。水浴加料發(fā)酵過(guò)程中,由于玉米生料發(fā)酵采用邊糖化邊發(fā)酵工熱至64℃C,調(diào)pH45,加人GC626酶(015gkg玉米藝,液化效果的好壞直接影響到發(fā)酵結(jié)果的好壞。延長(zhǎng)液粉)、 FERMGEN酶(0.10g/kg玉米粉),液化2h。降溫至化時(shí)間,有利于物料的充分浸潤(rùn),有利于糖化酶的作用。32℃,加人0.02%的活性干酵母和 STARGEN002酶液化時(shí)間對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響結(jié)果見(jiàn)表3。(20gkg),以恒溫?fù)u床轉(zhuǎn)速120rmin,發(fā)酵65h,后對(duì)發(fā)表3液化時(shí)間對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響(g/100mL)酵成熟醪進(jìn)行HPLC檢測(cè)12,2液化時(shí)間對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響項(xiàng)目液化時(shí)間(h)稱取過(guò)30目篩的玉米粉50g于250mL三角燒瓶三糖0.040.040.04中,加入蒸餾水125g。水浴加熱至64℃,調(diào)pH4.5,加入二糖0.020.02葡萄糖0.01GC626酶(0.15gkg玉米粉)、 FERMGEN酶(0.10gkg果糖0.02玉米粉),分別液化2h、25h和3h。降溫至32℃,加入乳酸0.040.040.05002%的活性干酵母和 STARGEN002酶(2.0gkg),以乙酸0.070.07丁二酸0.13恒溫?fù)u床轉(zhuǎn)速120r/min,發(fā)酵65h,發(fā)酵成熟醪進(jìn)行甘油0.61HPLC檢測(cè)。乙醇8.698.841.2.3生料較高粉漿濃度發(fā)酵罐試驗(yàn)稱取25kg過(guò)30目篩玉米粉和5875kg自來(lái)水置由表3可以看出,隨著液化時(shí)間的延長(zhǎng),淀粉出酒率于100L發(fā)酵罐內(nèi),以150rmin攪拌,升溫至63-65℃,逐漸提升。但液化時(shí)間越長(zhǎng),維持溫度需要的電耗和汽耗調(diào)pH4.5,攪拌均勻后分別加入GC626酶(0.5gkg玉越高故本試驗(yàn)以2h作為液化時(shí)間。米粉)、 FERMGEN酶(0.10gkg玉米粉),以63~65℃2.3生料較高粉漿濃度發(fā)酵罐試驗(yàn)維持2h。拌料結(jié)束后降溫至32℃,分別加入STAR-生料較高粉漿濃度發(fā)酵罐試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4和表5。GEN002酶(2.0gkg玉米粉)、0.02%的活化干酵母,發(fā)表4發(fā)酵罐試驗(yàn)化學(xué)檢測(cè)結(jié)果酵過(guò)程中溫度控制為30~32℃,攪拌轉(zhuǎn)速100r/min,發(fā)項(xiàng)目時(shí)間(h)酵過(guò)程中每隔一段時(shí)間取樣檢測(cè)。024486570758090pH值4.543.623.63.683.683.693.713.75結(jié)果與分析酒度(%vo1)8.511.912.413.213.213.514揮發(fā)酸(%)0.110.130.110.110.110.110.112.1顆粒度對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響殘?zhí)?%4.020.380.10.070.060.060.060.06顆粒度對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響結(jié)果見(jiàn)表2?？偹岫?°)1.623.254.334.064.64.64.714.71由表2可以看出,乙醇含量隨粉碎粒度目數(shù)的增大濾前總糖(%)4.53.232.742.562.522.33濾后總糖(%0.520.360.240.30.30.26而升高。物料粉碎越細(xì),物料的液化效果越好,有利于淀細(xì)胞數(shù)(×10°個(gè))0.14.73.52.62.92.853.13.1粉水解酶與物料的充分接觸和作用,因此淀粉利用率逐死亡率(%)2001.410.613.812.319.430.4漸增大。但是粉碎越細(xì)粉碎時(shí)電耗越高,因此實(shí)際生產(chǎn)由表4和表5可以看出,前48h內(nèi)發(fā)酵速度快,48h中需考慮綜合成本。22液化時(shí)間對(duì)玉米生料發(fā)酵的影響后發(fā)酵速度緩慢,發(fā)酵80h時(shí)的酒精度為135%vol,淀玉米生料發(fā)酵過(guò)程分為液化與糖化兩個(gè)過(guò)程,在生粉出酒率為51.5%,殘還原糖為0.06g/00ml(醪液),升酸差和揮發(fā)酸濃度也較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。陶磊,王芳,張偉民,張娜娜·玉米生料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝研究表5發(fā)酵罐試驗(yàn)HPLC檢測(cè)結(jié)果g100mL)淀粉水解酶水解的,二糖和葡萄糖的含量在整個(gè)發(fā)酵過(guò)項(xiàng)目時(shí)間(h)程中一直維持很低水平,也就是說(shuō)整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有糖的02448606570758090累積,酵母始終處于一種饑餓并代謝旺盛的狀態(tài),生料酶三糖70.050.030.030.030.030.030.030.03二糖2.910.240.170.070.070.160.070.070.06水解出來(lái)的葡萄糖完全被酵母利用。由于生料工藝不會(huì)葡萄糖5.760.190.010.010.010.010.010.010.01產(chǎn)生可溶性干物質(zhì)體系中的滲透壓很低,發(fā)酵過(guò)程的副果糖0.160.020.10.10.10.10.10.10.1產(chǎn)物如甘油、有機(jī)酸減少,能使更多的葡萄糖轉(zhuǎn)化成酒乳酸0.020.050.090.090.090.090.090.090.1乙酸0.010.010.020.020.020.020.020.020.03精。玉米中的游離糖含量為1.0%~3.0%阿,如果采用傳丁二酸0.020.060.080.080.090.090.090.090.1統(tǒng)蒸煮過(guò)程,這些游離糖有相當(dāng)?shù)牧繒?huì)與蛋白質(zhì)發(fā)生反甘油0.10.550.710.730.730.730.730.740.77應(yīng),或在高溫下發(fā)生其他變化而變?yōu)椴豢砂l(fā)酵性糖,生料乙醇79.9710.6210.7410.9611.0711.211.34過(guò)程由于避免了高溫,使這部分糖得以利用四。3結(jié)論總之,無(wú)蒸煮生料發(fā)酵工藝大大節(jié)省了發(fā)酵法生產(chǎn)酒精過(guò)程中的能源消耗。如果使這一工藝進(jìn)一步趨于成31行業(yè)研究認(rèn)為,雜菌污染引起升酸是制約生料發(fā)酵熟,并在酒精工業(yè)化生產(chǎn)中得以應(yīng)用,這將具有極其重要的瓶頸之一,但無(wú)論用三角瓶還是發(fā)酵罐,發(fā)酵醪的乳酸的現(xiàn)實(shí)意義。說(shuō)明雜菌得到了有效的抑制。之所以能夠達(dá)到這樣的結(jié)參考那和乙酸含量都較低,發(fā)酵液的顏色、氣味、狀態(tài)都很正常果,一方面是由于所用的玉米原料質(zhì)量好,無(wú)霉變,雜菌]鄭輝,周磊玉米軒發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展團(tuán)廣西輕含量少;另一方面是由于采用生料工藝使發(fā)酵醪中還原工業(yè),2010(12):14-15[2]岳國(guó)君,等現(xiàn)代酒精工藝學(xué)[M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,201l糖含量始終處于低水平,不利于雜菌繁殖。因此,可以圖方善康朱明田瓜干原料無(wú)蒸煮酒精發(fā)酵中試研究食品與認(rèn)為要使生料發(fā)酵酒精順利進(jìn)行,各因素的控制并輔助發(fā)酵工業(yè),1990(4):35-39添加適當(dāng)抑菌劑,發(fā)酵是可行的。另外,如發(fā)酵周期長(zhǎng)、糖4]盧曉霞,張?zhí)?閆俊,賈鵬玉米生料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇工藝化酶用量大,受雜菌污染的危險(xiǎn)性較大,以及如何進(jìn)行連研究門(mén)]中國(guó)釀遣,2009(7):128-132續(xù)化生產(chǎn)等問(wèn)題,需要做深入的研究,以證明其工業(yè)應(yīng)用5]馬文超石貴陽(yáng),章克昌玉米原料無(wú)蒸煮發(fā)酵酒精工藝的研的可行性。究[釀酒科技,2005(2):50-53.3.2生料工藝的酒精產(chǎn)量明顯高于傳統(tǒng)工藝。因?yàn)閷?duì)生6 Karel K. Handbook of Cereal Science and Technology Second料工藝來(lái)講,在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中,三糖以上的含量幾乎沒(méi)Editon[M]. CRC Press, 2000有變化,這表明淀粉是在顆粒狀態(tài)下(完全沒(méi)有溶出)被7]許宏賢段鋼以小麥為原料的乙醇生產(chǎn)方制食品與發(fā)酵工業(yè),2006(12):98-103+““+“+““+“-+·+·++-+--++十““+“+“+第二屆國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)葡萄酒大賽獲獎(jiǎng)名單出爐本刊訊:據(jù)《華夏酒報(bào)·中國(guó)酒業(yè)新聞網(wǎng)》報(bào)道,2013年8月28日,中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)葡萄酒果酒專家委員會(huì)下發(fā)通知,公布≮了不久前舉行的第二屆國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)葡萄酒(中國(guó))質(zhì)量大賽獲獎(jiǎng)產(chǎn)品名單,69款產(chǎn)品從近400款參賽酒樣中脫穎而出,分獲金+質(zhì)獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)和特別獎(jiǎng)。本屆大賽,由來(lái)自全球各地的16名專業(yè)評(píng)委通過(guò)盲品的方式,經(jīng)初賽、決賽,從近40款酒樣中擇優(yōu)選出了69款具有產(chǎn)區(qū)代+表性的產(chǎn)品,按分?jǐn)?shù)從高到低的方式,評(píng)選出14款金質(zhì)獎(jiǎng)產(chǎn)品、19款優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng)產(chǎn)品、36款特別獎(jiǎng)產(chǎn)品。值得一提的是來(lái)自中國(guó)的華十夏長(zhǎng)城的干紅(A區(qū))、張?jiān)５捻敿?jí)藍(lán)鉆冰酒、王朝的XO白蘭地(1996)獲得了此次大賽的最高獎(jiǎng)項(xiàng)—一金質(zhì)獎(jiǎng)。大賽組委會(huì)負(fù)責(zé)人、中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)葡萄酒果酒專家委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)楊強(qiáng)表示,和去年相比,今年的大賽無(wú)論是在送樣的數(shù)量和質(zhì)量上,還是在比賽的組織方面,都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,近400款酒樣涵蓋了全球主要產(chǎn)酒國(guó)的主要產(chǎn)區(qū),這表明大賽的影響力正逐年提升?！鼦顝?qiáng)認(rèn)為,大賽的權(quán)威性和公正性是今年企業(yè)參賽積極性提高的一個(gè)重要原因。以“國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)”概念并通過(guò)賽事形式,對(duì)于在中國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的國(guó)內(nèi)外葡萄酒產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評(píng)比,確實(shí)是一個(gè)新穎的嘗試,對(duì)推動(dòng)我國(guó)葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)葡萄酒(中國(guó))質(zhì)量大賽的舉辦,其目的是為樹(shù)立葡萄酒產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)桿,促進(jìn)中國(guó)產(chǎn)區(qū)與國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)的深入交流,提升中國(guó)產(chǎn)區(qū)和國(guó)際領(lǐng)袖產(chǎn)區(qū)葡萄酒產(chǎn)品在廣大消費(fèi)者中的認(rèn)知度和美譽(yù)度。(小小薦)來(lái)源:華夏酒報(bào)·中國(guó)酒業(yè)新聞網(wǎng)2013-09-24+““中中中十““十“+“+十++“+““+++““++“十“++““+