發(fā)布時(shí)間:2012-05-30 09:12:59
發(fā)酵過(guò)程中的糖化
酒精生產(chǎn)中采用的糖化劑主要有谷芽與曲兩種，有些國(guó)家還采用根霉或毛霉的阿明諾法或阿明諾混合法。
1．阿明諾法：1892年Calmette由中國(guó)酒藥中分出一株糖化力強(qiáng)的霉菌，當(dāng)時(shí)為紀(jì)念其師E.Roux，定名為Amylomyces rouxii（實(shí)為一株根霉）。用此霉在糊化醪冷卻至30—40℃時(shí)接種進(jìn)去，通風(fēng)培養(yǎng)，在霉菌生長(zhǎng)過(guò)程中水解淀粉。此法的優(yōu)點(diǎn)是以極少量根霉代替大量的糖化劑，發(fā)酵效率在90%以上。此法缺點(diǎn)是根霉中缺乏ɑ一淀粉酶，因此，蒸煮醪的濃度不能太高，總糖分通常在
10%左右，成熟醪的乙醇含量較低，且發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)達(dá)130h。
為了克服阿明諾法的缺點(diǎn)，創(chuàng)立了阿明諾混合法。即不論酒母制備或主醪制備，都加入液體曲或麩曲，這樣醪液濃度提高，發(fā)酵周期縮短到60～72h。
2．谷芽法：以麥芽、黍芽、稷芽等作糖化劑，此法亦以歐洲各國(guó)使用較多。
3．曲法：我國(guó)以曲法為主。60余年來(lái)，制曲菌種和制曲方法均有驚人的進(jìn)步。菌種方面，古代釀酒是天然的多菌種的曲，自1894年日本高峰由米曲霉中發(fā)現(xiàn)高峰淀粉酶后，日本廣泛應(yīng)用純培養(yǎng)的米曲霉。1950年前后發(fā)現(xiàn)了糖化酶，人們對(duì)多種曲霉的糖化能力進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)黑曲霉糖化力較強(qiáng)，且耐高溫，耐低pH值，因此有利于乙醇后發(fā)酵，使乙醇對(duì)原料的產(chǎn)率提高，于是黑霉取代了米曲霉。我國(guó)使用的黑曲霉As3.4309 (UV-11)每毫升培養(yǎng)液可以糖化56g以上的淀粉，DE值為98。進(jìn)一步選育，該菌株的糖化力還有所提高。至于制曲方法由最初的曲盤法，改為厚層通風(fēng)法，現(xiàn)在又改為液體曲，將來(lái)可能采用純酶法。
無(wú)蒸煮法的注意事項(xiàng)
使用無(wú)蒸煮發(fā)酵法工業(yè)生產(chǎn)中，令人擔(dān)心的是發(fā)生雜菌污染和生淀粉糖化效率問(wèn)題。防止雜菌污染可采取如下措施：首先是醪液酸化至PH4.5，接著依靠加大酵母接種量，使糖化產(chǎn)生的糖幾乎全部被酵母所利用，使細(xì)菌增值受到抑制而死亡。另外，在正常的情況下，發(fā)酵后期酒精度數(shù)可達(dá)14.5%，這對(duì)細(xì)菌也會(huì)受到抑制。由于生淀粉與蒸煮過(guò)的淀粉醪性質(zhì)有所不同，糖化的問(wèn)題要有不同的考慮。首先，不同來(lái)源的糖化酶中，黑曲霉、根霉糖化生淀粉的能力強(qiáng)于米曲霉；其次，同一菌種生成的糖化酶的性質(zhì)又依培養(yǎng)條件而不同。例如，泡盛曲霉變種用三種不同條件培養(yǎng)，得到三種不同類型的糖化酶(GAL，GA1，GA2)。GAL是多種類型糖化酶的原始形式，系由一條肽鏈和以甘露糖為主的碳水化合物組成的糖蛋白，它能吸附和分解生淀粉。肽鏈越長(zhǎng)，則水解活性越大，一旦肽鏈被切斷，水解能力就下降。GA1中的碳水化合物部分與酶的pH穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性有關(guān)，碳水化合物缺損越多，穩(wěn)定性越差。另外，同一糖化酶對(duì)各種淀粉的水解速度也不相同，例如，有對(duì)生玉米淀粉乙醇產(chǎn)率很高，而對(duì)生馬鈴薯淀粉則很低的情況。
除了選擇糖化酶外，糖化酶的添加量按達(dá)到糖化生成的糖與酵母的酒精發(fā)酵速度同步。酵母的添加量從發(fā)酵初期就達(dá)到最大數(shù)。采取這些措施后，醪液酸化與否，發(fā)酵也能順利進(jìn)行。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
常見(jiàn)問(wèn)題
