酒精发酵
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有氧呼吸
指细胞彻底氧化分解有机物,产生 和水、 指细胞彻底氧化分解有机物,产生CO2和水、 释放大量能量的过程。主要在线粒体内, 释放大量能量的过程。主要在线粒体内,需要分子 氧参加。 氧参加。 有氧呼吸公式: 有氧呼吸公式 C6H12O6+6H2O+6O2+酶→6CO2+12H2O+38ATP
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白酒生产与酒精生产的区别
酒精
生产乙醇, 目的 生产乙醇,酒精含量较高 原料 薯干 曲 高粱
白酒
要求色、 要求色、香、味,酒精含量较低
固体(液体)曲(根霉、曲霉) 固体曲(混合菌) 固体(液体) 根霉、曲霉) 固体曲(混合菌) 边糖化,边发酵, 边糖化,边发酵,周期长 酒头: 酒头:杂醇油 酒尾: 酒尾:甲醇
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酿造酒的分类
按酿造工艺分类:酿造酒、蒸馏酒、 按酿造工艺分类:酿造酒、蒸馏酒、配制酒 世界六大蒸馏酒:白兰地、威士忌、金酒、 世界六大蒸馏酒:白兰地、威士忌、金酒、 伏特加、朗姆酒和中国白酒。 伏特加、朗姆酒和中国白酒。 按商业习惯分类:白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒、 按商业习惯分类:白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒、 果露酒、药酒、其它酒(洋酒)。 果露酒、药酒、其它酒(洋酒)。
总时间: 总时间:60~72h
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发酵的生化过程
(1) 糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳。 糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳。 (2) 糖化作用在继续进行。 糖化作用在继续进行。 (3) 糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解, 糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解, 供酵母菌合成菌体细胞。 供酵母菌合成菌体细胞。
糖化力、 糖化力高, 糖化力、发酵力较高 糖化力高,发酵力高 清香(浓香) 清香(浓香) 米香
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大曲酒与小曲酒的区别
大曲酒
原料 用曲量 淀粉出酒率 工艺 发酵周期 高粱 大 低 固态(双边) 固态(双边)发酵 长
小曲酒
大米,高粱, 大米,高粱,玉米 小 高 半固态(先糖化后发酵或双边) 半固态(先糖化后发酵或双边)发酵 短
先糖化,后发酵, 工艺 先糖化,后发酵,周期短 蒸馏 头级杂质:甲醇 头级杂质: 尾级杂质: 尾级杂质:杂醇油
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细胞通过改变三者的比例调节其代谢活动——能荷调节
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二、酒精生产原料
1. 淀粉质原料 (1)薯类原料:甘薯、木薯和马铃薯等 薯类原料:甘薯、 薯类原料 (2)谷物原料:玉米、高梁、大米和小麦等 谷物原料:玉米、高梁、 谷物原料 2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 糖类原料 废糖蜜、甘蔗、 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等 其他原料 亚硫酸纸浆废液、
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大曲与小曲的区别
大曲
高温大曲
原料 形状 小麦( %) 小麦(100%)
小曲
中温大曲 粮曲,糠曲, 粮曲,糠曲,药曲
米粉,米糠, 米粉,米糠,中草药 颗粒状或饼状 根霉, 根霉,酵母
大麦:豌豆= : 大麦:豌豆=3:2 砖块状
芽孢菌,霉菌, 细菌,霉菌, 微生物 芽孢菌,霉菌,酵母 细菌,霉菌,酵母 (少) 特点 香型 液化力、 液化力、蛋白质分解 力较高 酱香(浓香) 酱香(浓香)
结果: 结果:
直链淀粉—— , 糖苷键的寡糖 支链淀粉 葡萄糖
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淀粉-1, 葡萄糖苷酶 异淀粉酶) 葡萄糖苷酶( 淀粉 ,6葡萄糖苷酶(异淀粉酶) 特点: 特点:
作用α , 糖苷键 糖苷键→ 作用α-1,6糖苷键→葡萄糖 能水解α-淀粉酶和β-淀粉酶作用后的产物 淀粉酶和β 能水解α 淀粉酶和 淀粉酶作用后的产物
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固体发酵蒸馏器
液体发酵蒸馏器
乙醇精馏器
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8. 综合利用
沼气发酵, (1)酒糟 )酒糟——沼气发酵,提取核苷酸,饲料 沼气发酵 提取核苷酸, (2)CO2—— )
液体:清凉饮料,灭火。固体:冷冻剂, 液体:清凉饮料,灭火。固体:冷冻剂,人工降雨
(3)酒精酵母 )酒精酵母——饲料 饲料 (4)杂醇油 )杂醇油——香料工业 香料工业
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四、酒精发酵工艺
淀粉质原料酒精生产的特点
以薯类和谷类等为原料 原料需要蒸煮 淀粉质原料需要进行糖化
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淀粉质原料酒精生产工艺流程
• 大米 曲霉菌 麸皮 淀粉质原料 酵母 • ↓ ↓ 米曲霉→米曲 米曲霉 米曲 固体试管酵母 • ↓ ↓ • 米曲汁→试管培养 试管培养→三角瓶培养 米曲汁 试管培养 三角瓶培养 粉碎 三角瓶液体酵母 • ↓ ↓ ↓ • 曲种 蒸煮 卡式罐酒母 • ↓ ↓ ↓ • 糖化→酒母糖化醪 酒母糖化醪→小酒母 糖化曲液 糖化 酒母糖化醪 小酒母 • ↓ ↓ • 发酵 大酒母 • ↓ • 蒸馏 • ↓ • • 酒糟废液 酒精 杂醇油
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菌种储存
酵母菌分离
接种
扩大培养
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菌种培养
卡氏罐接种
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6.发酵工艺 发酵工艺
(1)方式:间歇式、半连续式、连续式。 方式:间歇式、半连续式、连续式。 (2)过程: 过程: 前发酵期——酒母迅速繁殖,10h 前发酵期——酒母迅速繁殖, ——酒母迅速繁殖 主发酵期——乙醇发酵,12h 主发酵期——乙醇发酵, ——乙醇发酵 后发酵期——发酵作用弱,40h 后发酵期——发酵作用弱, ——发酵作用弱
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5.酒母制备 酒母制备
(1)实验室(营养和无菌要求较高) )实验室(营养和无菌要求较高) 原菌→斜面试管 液体试管 三角瓶培养→卡氏罐 原菌 斜面试管→液体试管 三角瓶培养 卡氏罐 斜面试管 液体试管→三角瓶培养 (2)酒母车间 ) 卡氏罐-→小酒母罐 大酒母罐 送发酵车间 卡氏罐 小酒母罐-→大酒母罐 小酒母罐 大酒母罐-→送发酵车间
结果:产生麦芽糖、寡糖,使淀粉溶液的粘度下降 结果:产生麦芽糖、寡糖,
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β-淀粉酶 淀粉酶 特点: 特点:
从非还原性末端按双糖为单位作用于α , 糖苷键 从非还原性末端按双糖为单位作用于α-1,4糖苷键 不能作用α-1,6糖苷键,遇则止 不能作用α , 糖苷键, 糖苷键
结果: 结果:产生麦芽糖与极限糊精
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世界六大 蒸馏酒 中国白酒 白兰地酒 威士忌酒 伏特加 朗姆酒 金酒
原料 小麦、高梁、 小麦、高梁、玉米等 水果 预处理过的谷物 任何可发酵的原料, 任何可发酵的原料,不具有明显的香气和味道 甘蔗 又称杜松子酒, 又称杜松子酒,加入香料
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思考
1. 大曲酒与小曲酒的区别 2. 白酒生产与酒精生产的区别
呼吸抑制发酵作用的现象
巴斯德效应的本质是能荷调节
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能荷( charge)——细胞中的能量状态 能荷(Energy charge)——细胞中的能量状态
系统中只有ATP时,EC值为1;只有AMP时,EC值等于0。 系统中只有ATP时 EC值为1 只有AMP时 EC值等于0 ATP 值为 AMP 值等于
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淀粉1, 葡萄糖苷酶 糖化酶) 葡萄糖苷酶( 淀粉 ,4葡萄糖苷酶(糖化酶) 特点: 特点:
从非还原性末端以葡萄糖为单位作用α , 糖苷键 从非还原性末端以葡萄糖为单位作用α-1,4糖苷键 能跃过α , 糖苷键继续作用 , 糖苷键 糖苷键继续作用α 能跃过α-1,6糖苷键继续作用α-1,4糖苷键
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7. 蒸馏与精馏
粗酒精、 (1)蒸馏塔(粗馏塔、醪塔)→粗酒精、酒糟 )蒸馏塔(粗馏塔、醪塔) 粗酒精 (2)精馏塔→成品酒精、杂醇油 )精馏塔 成品酒精、 成品酒精
头级杂质:乙醛、甲醇等(工业酒精) 头级杂质:乙醛、甲醇等(工业酒精) 中间级杂质:异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等 中间级杂质:异丁酸乙酯、 尾级杂质: 尾级杂质:杂醇油
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4.糖化 糖化
(1)纤维素的水解 ) (2)淀粉的水解 )
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淀粉酶( α-淀粉酶(液化型淀粉酶) 淀粉酶 液化型淀粉酶) 特点: 特点:
从淀粉分子内部作用α , 糖苷键 从淀粉分子内部作用α-1,4糖苷键 不作用α , 糖苷键及其周围的 , 糖苷键 糖苷键及其周围的α 不作用α-1,6糖苷键及其周围的α-1,4糖苷键
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水洗
粉尘
二次蒸汽
分离 器 汽液分 蒸煮罐 蒸煮罐 离器 2 3
拌料罐
蒸煮罐 1
原料 粉碎机 风机 泵 蒸汽 糖 化
3.糖化曲的制备 糖化曲的制备
(1)菌种 ) 木霉( )、曲霉 木霉(Trichoderma spp.)、曲霉(Aspergillus spp.) )、曲霉( ) 根霉( )、芽孢杆菌 根霉(Rhizopus spp.)、芽孢杆菌(Bacillus spp.) )、芽孢杆菌( ) (2)方法 ) 固体曲 液体曲
米曲汁
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淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95% 淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95%乙醇 (C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2+2nATP 主要步骤: 主要步骤: 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
课程设计产品实例介绍
淀粉原料酒精发酵
(Alcohol Fermentation)
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解 酶解
水解 单糖 发酵 发酵产物 蒸馏… 酒精
2
Yeast (Saccharomyces cerevisae)
一、生化机制
C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
5
无氧呼吸
指细胞对有机物进行的不完全的氧化。 指细胞对有机物进行的不完全的氧化。产物是酒 精或乳酸。主要在线粒体内,不需要分子氧参与。 精或乳酸。主要在线粒体内,不需要分子氧参与。 无氧呼吸公式: 无氧呼吸公式