用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵工艺研究[宝典]

用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵工艺研究[宝典] 用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵工艺研究 本文由919443799贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或 下载源文件到本机查看。 安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri Sci 2010, 38 ( 16) : 8643 - 8644 . . 责任编辑 熊章琴 责任校对 李岩 用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵工艺研究 容元平 ,廖 兰 ,伍时华 ,易 弋 ,卓民权 (广西工学院生物 与化学工程系 ,广西柳州 545006) 摘要 [目的 ]研究用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精 发酵的工艺条件。 [方法 ]利用硫酸对糖蜜进行水解 , 再用糖蜜水 解液对 木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵。考察糖蜜水解 pH 值、 水解 温度及保温时间对糖蜜水解程度的影响。 [结果 ]在糖蜜锤度 30 ? pH 值 Bx, 2. 4,水解温度 125 ?,保温时间 40 m in时糖蜜中蔗糖 转化率可达 95. 0% 。 [结论 ]利用糖蜜水解液 (占总糖比例 20% ) 对木薯粉调浆进 行浓醪酒精发酵 ,发酵醪在发酵过程的流动性显著 增加 ,发酵成熟醪酒精浓度为 15. 5% ,达到浓醪发酵水平。 关键词 糖蜜水解液 ; 木薯粉 ; 酒精 ; 浓醪发酵 ; 流动性 中图分类号 TS262. 2 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611 (2010) 16 - 08643 - 02 Study on the Technology of Ethanol in H igh2grav ity Ferm en ta tion from Ca ssava Powder M ixed w ith M ola sses RO NG Y uan 2p ing et a l ( School of B iology and Chem ical Engineering, Guangxi University of Technology, L iuzhou, Guangxi 545006) Abstract [Objective ] The alcohol in high2gravity fermentation p rocess that using cassava m ixed with molasses hydrolysate as raw material was studied. [Method ] Molasses was hydrolyzed using sulfuric acid, and then added to cassava flour to ferment alcohol In the experiments, the . effects on the hydrolyzation degree of molasses, such as pH value, hydrolyzation temperature, water2bath temperature, were studied. [ Result ] Under the conditions that molasses concentration was 30 ? pH 2. 4, hadrolyzation at 125 ? for 40 m inutes, about 95. 0% sucrose in molasses Bx, could transform to monosaccharide. [ Conclusion ] 20% molasses hydrolysate were used in cassava high2gravity fermentation, and the viscosity of the liquefaction p rocess was reduced obviously. The alcohol content could reach 15. 5% , at high2gravity fermentation level . Key words Molasses hydrolysate; Cassava flour; A lcohol; H igh2gravity fermentation; Fluidity 广西是我国酒精生产的主要产区 ,大多数企业以木薯为 原料 , 发酵成熟醪的酒份一般是 9% ,10% , 使其设备利用 率、 劳动生产 率、 能源利用率低下 ,生产成本高。改进的方法 是采用酒精浓醪发 酵 ,这是一种高强度发酵方式 ,其具有设 备利用率高、 蒸馏能耗 少、 生产成本低及酒糟易处理等优点 , 是一种具有巨大应用价值的 酒精发酵技术 [1] 液化酶 ( 20 000 U /m l) ;糖化酶 ( 100 000 U /m l) 。 。利用木薯粉 进行浓醪发酵的前提是提高发酵初始总糖含量 ,但会带来 2 个 问题 :一是高浓度的糖分和酒精度会对酒精酵母产生抑制 作用 ;二 是高浓度的木薯粉醪液在生产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 各阶段的流动性 差 ,不利于进行 连续发酵。有人利用木薯酒精发酵高产酵母 菌 ,采用添加液化酶与 糖化酶来改进液化糖化工艺以及通过 改进培养基成分、 调整温度、 值等发酵条件进行木薯粉浓 pH 醪酒精发酵 艺 [4] [2 - 3] ,在酵母抑制问题上取得较好效果。也有人 利用耐高酒精菌种及在浓醪中添加酸性蛋白酶改进发酵工 。有人采用分批补加培养基的方式解除糖对酵母生长 [5] "1. 2. 1 " 所示水平进行水解正交试验 ( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1 ) , 寻求最佳水解 工艺条件。 表 1 糖蜜水解正交试验方案 pH 值 和发酵抑制 等进行浓醪发酵的研究。上述方法虽使发酵 成熟醪酒精度达到 15. 5%以上 ,却不能很好地解决木薯粉浓 醪发酵时在生产过程中醪液粘度大 ,流动性小 ,不利于实现 连续生产的问题。 笔者探索采用预处理过的糖蜜水解液对木薯粉进行调 浆 ,进行浓醪酒精发酵。以达到既提高发酵初始总糖浓度 , 浓醪发酵的目的。 1 材料与方法 1. 1 材料 又保持发酵醪液在生产过程中有较好的流动性 ,以实现连续 1. 1. 1 原辅料。木薯粉 (市售 ,含淀粉 69. 8% ) ; 糖蜜 (广西 柳城糖厂产 , 锤度 87. 0 ? 总糖含量 58. 8% ) ; 酒精高产酿 Bx, 酒酵母 GGFS16 (广西工学院发酵工程实验室选育并保存 ) ; 基金项目 广西科学研究与技术开发项目 (桂科攻 0782003 2 ) ; 广西工 2 学院科学基金项目 (院科自 0840104) 。 作者简介 容元平 ( 1955 - ) , 男 , 广东高州人 , 副教授 , 从事生物工程 、 制药工程的教学与研究 。 收稿日期 2010 2 2 03 15 械总厂 ) ;全温度恒温调速摇床柜 ( HW Y2 2112,上海智城分析 仪 器 制 造 有 限 公 司 ) ; 涂 2 粘 度 计 ( NDJ 2 上 海 天 平 仪 4 5, 器厂 ) 。 1. 2 方法 1. 2. 1 糖蜜水解工艺流程。称取 40. 0 g 糖蜜于 500 m l三角 瓶中 ,加水稀释至 30 ? 用 1 ? Bx, 4 硫酸溶液调糖蜜溶液 pH 值 , 置于消毒器中在一定温度下保温一定时间后将三角瓶从消 毒器中取出 , 静置 , 分离沉淀 , 用 6 mol/L 氢氧化钠中和 pH 值至 6. 0,备用。 1. 2. 2 不同因素对糖蜜水解转化率的影响。按"1. 2. 1 " 所 述工艺流程操作 ,以糖蜜中蔗糖水解转化率为考察指标 ,按 水平 Level 1 2 3 加入 230 m l水 ,混匀 , 调节 pH 值为 6. 0, 加入 a2 粉酶 ( 10 淀 U / g木薯粉 ) ,在水浴锅中 60 ? 预热 30 m in, 90 ? 液化 1. 5 h,升温至 115 ? 下灭菌 30 m in。冷却至 60 ?,后调节 pH 值 为 415,加入 0. 25%的尿素、 糖化酶 ( 150 U / g木薯粉 )和 10% 二级酵母种子 ,放入恒温培养箱内 , 33 ? 下发酵 60 h。发酵 结束后测定酒精度、 残还原糖、 残总糖。 1. 2. 3. 2 混合发酵。按照上述试验 , 适当减少木薯粉的用 量 ,并添加糖蜜水解液 (含糖 192. 4 g/L )替代 ,替代原则是保 持各组试验中的总糖浓度一致 , 其他条件相同 , 进行浓醪 1. 1. 2 仪器。立式压力蒸汽消毒器 ( 628B 2 铁岭市医疗器 2, 温度 ?? 时间 ?m in Tim e 20 30 40 Temperature 120 125 115 pH value 2. 4 2. 7 3. 0 Table 1 The schem e of the orthogona l test for m ola sses hydrolyza tion 1. 2. 3 用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精发酵。 1. 2. 3. 1 对照试验。称取 100 g木薯粉于 500 m l三角 瓶中 , 8644 安徽农业科学 2010 年 表 2 糖蜜水解正交试验结果 Table 2 The results of m ola sses hydrolyza tion orthogona l test 发酵。 1. 2. 4 不同浓醪配料在各阶段流动性对比试验与测定。按 照"1. 2. 3 " 方法和配好发酵浆料 , 置于 500 m l烧杯中 , 调 节 pH 值至 6. 0, 在加入液化酶后 , 置于水浴中逐步升温至 95 试验号 Test No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 k1 k2 k3 R A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 79. 7 89. 3 69. 0 20. 4 B 1 2 3 2 3 1 3 1 2 88. 8 82. 4 66. 9 21. 9 C 1 2 3 3 1 2 2 3 1 78. 0 78. 5 81. 5 3. 5 转化率 ?% Transfor mation rate 86. 2 87. 1 65. 9 92. 9 80. 8 94. 3 54. 0 85. 8 67. 1 ?,再将浆料温度冷却至 60 ?, 加入糖化酶 , 再降温至 33 中 ,测定流出 100 m l液体所需时间。以此判断其浆料在不同 温度 下的流动性。 1. 2. 5 检测方法。糖蜜锤度、 原糖蜜总糖、 糖蜜水解后还原 糖、 发酵醪残还原糖与残总糖含量、 发酵醪酒精含量测定均 按文献 介绍的方法。糖蜜水解转化率是指糖蜜中蔗糖水 解生成的还原糖与原糖蜜中蔗糖含量的比值。 2 结果与分析 [6] 2. 1 糖蜜水解转化率正交试验结果与验证试验 由表 2 可 知 , pH 值和水解温度对转化率有显著影响 ; 各因素的影响主 次为 pH 值 >温度 >保温时间 ; 最佳工艺条件为 pH 值 2. 4, 保温时间 40 m in,水解温度 125 ?。最优方案为 A2 B1 C3 ,采 用最优 方 案 作 糖 蜜 水 解 验 证 试 验 , 糖 蜜 蔗 糖 转 化 率 为 9510% ,高于正交试验的结果 ,表明优化结果可信。 木薯粉 Test No. Test No. 试验号 1 2 3 2. 3 糖蜜与木薯粉混合浓醪发酵配料与结果 由表 4 可 知 ,利用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪发酵 ,各主要指 试验号 1 2 3 流动和传质困难问题。 3 结论 最佳工艺条件 :糖蜜稀释到 30 ? pH 值 2. 4,水解温度 125 Bx, ?,保温时间 40 m in。最佳工艺条件下 ,糖蜜中蔗糖转化率 可 达 95. 0% 。利用糖蜜水解液对木薯粉调浆进行浓醪酒精 发酵 ,发 酵醪糊化时的粘度显著降低 ,流动性明显增加 ,醪液 流速增大约 50% , 发酵成熟醪各主要指标与对照组差别不 大 ,表明利用糖蜜水 解液对木薯粉调浆 ,既能提高发酵醪初 始总糖浓度 ,又可以有效提 高醪液在糊化、 液化及发酵过程 :木薯粉淀粉含量 70% ,糖蜜水解液含糖 192 g/ kg,下表同。3 表示采用涂 2 粘度计检测 100 m l浆料流出所需时间。 注 4 Note: The starch content in tap ioca was 70% , gooey hydrolysate contained 192 g/ kg sugar; The same as below; 3 stands for the requirement tim e for flowing ?,在每个温度段对浆料进行取样 ,置于涂 2 粘度计的料斗 4 在木薯粉与糖蜜混合浓醪发酵酒精试验中 ,糖蜜水解的 100 m l by Tu2 viscometer 4 . g ml g Gooey hydrol2 Adding till Top ioca ysate constant volume 100 90 80 0 40. 1 80. 2 300 300 300 2. 2 不同浓醪配料发酵醪流动性对比 对不同浓醪配料 不 同阶段醪液的流动性进行测定。由表 3 可知 ,利用糖蜜水解 液 对木薯粉进行调浆 ,在保持初始总糖含量一致的情况下 , 糖蜜水解 液占比越高 ,发酵醪液的流动性越大。 表 3 不同浓醪配料不同阶段流动性对比 3 浓醪配料 H igh2gravity ingredient 糖蜜水解液 木薯粉 ?g Tap ioca 100 90 80 0 40. 1 80. 2 Table 3 Flu id ity of d ifferen t solid2to2liqu id ra tio in h igh2grav ity ferm en ta tion a t d ifferen t stage 时间 Tim e? s 加水定容 加温至 60 ? 未糊化 Heating till 60 ?, without gelatinization 14. 2 12. 5 11. 0 液化后降温到 加温至 90 ? 加温至 95 ? 60 ? 加入糖化酶 开始液化 保温 2 h Cooling till 60 ? Heating till 90 ?, Heating till 95 ?, after liquefaction beginning the liquefaction 17. 5 14. 5 13. 5 heat p reservation for 2 h 15. 1 13. 4 12. 6 and then adding glucoamylase 15. 9 14. 2 13. 3 降温到 33 ? 开 始发酵 Cooling till 33 ? and beginning the fermentation 18. 7 13. 6 12. 1 标结果与对照组差别不大 ,但从"2. 2 " 的分析来看 ,发酵醪的 流动性却增大很多 ,可以有效解决生产上浓醪发酵时的连续 表 4 浓醪发酵配料与结果 浓醪配料 H igh2gravity ingredient 糖蜜水解液 ?g Gooey hydrolysate Table 4 a ter ia l flu id ra tio and results of h igh2grav ity ferm en ta tion M 发酵结果 Fermentation results 残还原糖 ?g/L Residual reducing sugar 4. 5 5. 2 7. 2 加水定容 ?m l Adding till constant volume 300 300 300 酒精浓度 ?% A lcohol concentration 15. 9 15. 8 15. 5 残总糖 ?g/L Total residual sugar 13. 1 14. 0 15. 2 中的流动性 ,能有效解决传质问题 ,达到浓醪发酵目的。 参考文献 [ 1 ] 池振明. 高浓度酒精发酵技术的研究进展 [ J ]. 食品与发酵工业 , 1995 (4) : 80 - 84. [ 2 ] 易弋 ,蒋常德 ,伍时华 , 等. 木薯酒精浓醪发酵液化糖化工艺的研究 [ J ]. 安徽农业科学 , 2008, 36 (25) : 11091 - 11092. [ 3 ] 易弋 ,黎娅 ,伍时华 ,等. 木薯粉酒精浓醪发酵条件的优化 [ J ]. 中国酿 造 , 2008 (23) : 61 - 63. [ 4 ] 王晨霞 ,闫德冉 ,李东 ,等. 酒精浓醪发酵的试验研究 [ J ]. 酿酒科技 , 2007 (6) : 70 - 72. [ 5 ] 李永飞 ,吕欣 ,段作营. 高浓度酒精补料发酵工艺的研究 [ J ]. 酿酒 , 2003, 30 (4) : 31 - 32. [ 6 ] 王福荣. 酿酒分析与检测 [M ]. 北京 :化学工业出版社 , 2005: 245 - 268.