CN101463366A - 一种酒精发酵液的制备方法 - Google Patents

一种酒精发酵液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用少量酶使淀粉质原料发酵制备酒精发酵液的制备方法。包括以下步骤：取淀粉质原料若干粉碎，再加入水搅拌均匀得到粉浆，准备反应剂，将搅拌均匀的粉浆倒入发酵罐中，再向发酵罐中加入反应剂，温度控制在25～35℃，发酵罐的搅拌转数控制在0～300转/分钟，反应60～110小时后得酒精发酵液。本发明的目的在于提供一种酒精发酵液的制备方法。本发明该制备方法酒精发酵液的生产率高，而且制备过程简单、易操控。

Description

一种酒精发酵液的制备方法
技术领域
本发明涉及一种酒精发酵液的制备方法，具体涉及一种利用少量酶使淀粉质原料发酵制备酒精发酵液的制备方法。
背景技术
酒精是一种重要的工业原料，酒精应用于食品工业、化工业、医疗事业和医药事业等。酒精也是农产品深加工的一条重要途径，随着石油等自然资源的日渐枯竭，以酒精等生物可再生能源作为代用燃料得到了许多国家的重视。日本欲开发从生物质制取酒精的新途径，巴西计划更快推进酒精行动，泰国有靠酒精来行驶的生态汽车，美国计划将森林间整枝用于生产酒精。但由于酒精的生产成本一直居高不下，以其作为石油产品的代用燃料未能得到普及。因此发酵酒精要能成为可再生能源，尚需解决酒精生产的成本问题，而减少酒精生产的能量投入，即降低酒精生产的能量消耗是首先要解决的主要课题。因为在生产酒精的能量投入大于酒精燃料的能量产出时，酒精作为能源的意义就变得很小了。
传统的酒精生产工艺的能耗很高，尤其是其高压蒸煮工段的能耗汽耗就占到了整个生产工序能量投入的30％左右，并且由此而产生的生产冷却用水量的猛增也使酒精的生产成本增加。
为了降低酒精生产成本，各国学者进行了大量的研究，并设计了一些新工艺和新方法来达到降低成本的目的。对传统工艺进行改善，降低淀粉蒸煮工段的能耗汽耗，减少生产用水量，以降低生产成本，成为研究的一个重点。由于高浓度发酵具有设备利用率高、节约能耗、成本低等优点，所以也成为各国研究者研究的重点领域。由于微生物酶制剂工业的快速发展，各种高效、价格低廉的酶制剂被普遍应用到各种工业生产中，酒精工业也不例外。酒精生产主要用的酶制剂是糖化酶和α-淀粉酶。当前市场上的一些糖化酶和α-淀粉酶能使绝大部分淀粉水解为酒精生产菌，即酵母，它是一种能利用的可发酵性糖，从而使玉米原料低温蒸煮，乃至生粉发酵生产酒精成为可能。但是，目前利用酶制剂生粉发酵生产酒精尚处研发阶段，况且现有的方法尚存在生产率低以及制备过程不易操控的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酒精发酵液的制备方法，该制备方法酒精发酵液的生产率高，而且制备过程简单、易操控。
本发明的技术解决方案是：
一种酒精发酵液的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤
1)制粉浆
取淀粉质原料若干粉碎，再加入水搅拌均匀得到粉浆，该粉浆的粉水比为1：1.5～1：4；
2)准备反应剂
准备反应剂，所述的酶制剂包括酵母，糖化酶以及辅助酶制剂，以淀粉质原料的量为基数，所述酵母的量为0.01～0.3％，所述糖化酶的量为50～400u/g，所述辅助酶制剂的量为0～0.3％；
3)制备酒精发酵液
将搅拌均匀的粉浆倒入发酵罐中，再向发酵罐中加入反应剂，温度控制在25～35℃，发酵罐的搅拌转数控制在0～300转/分钟，反应60～110小时后得酒精发酵液。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0～0.3％、果胶酶0～0.3％以及酸性蛋白酶0～0.3％集合的任一。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.1～0.3％、果胶酶0.1～0.3％以及酸性蛋白酶0.1～0.3％集合的任一。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.3％、果胶酶0.3％以及酸性蛋白酶0.3％集合的任一。
上述加入水的温度为30～40℃。
上述粉浆的粉水比为1：2.5。
上述酵母为酿酒高活性干酵母或其它酿酒发酵酵母。
上述淀粉质原料包括玉米、大米、小麦、高粱或马铃薯。
本发明的优点在于：采用淀粉质原料，如玉米，完全省去蒸煮工段和液化工段，省去了液化酶的使用，并也节省了其它酶的使用量，采用高浓度发酵技术，既节省了蒸煮能耗和冷却用水量，同时可获得高浓度的酒精发酵液和高的淀粉利用率，可节省后续蒸馏过程的能耗和冷却水的消耗，与目前工艺相比，大大降低生产成本。
具体实施方式
一种酒精发酵液的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤
1)制粉浆
取淀粉质原料若干粉碎，再加入水搅拌均匀得到粉浆，该粉浆的粉水比为1：1.5～1：4；
2)准备反应剂
准备反应剂，所述的酶制剂包括酵母，糖化酶以及辅助酶制剂，以淀粉质原料的量为基数，所述酵母的量为0.01～0.3％，所述糖化酶的量为50～400u/g，所述辅助酶制剂的量为0～0.3％；
3)制备酒精发酵液
将搅拌均匀的粉浆倒入发酵罐中，再向发酵罐中加入反应剂，温度控制在25～35℃，发酵罐的搅拌转数控制在0～300转/分钟，反应60～110小时后得酒精发酵液。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0～0.3％、果胶酶0～0.3％以及酸性蛋白酶0～0.3％集合的任一为佳。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.1～0.3％、果胶酶0.1～0.3％以及酸性蛋白酶0.1～0.3％集合的任一为佳。
以淀粉质原料的量为基数，上述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.3％、果胶酶0.3％以及酸性蛋白酶0.3％集合的任一为佳。
上述加入水的温度为30～40℃为宜。
上述粉浆的粉水比为1：2.5为宜。
上述酵母为酿酒高活性干酵母或其它酿酒发酵酵母。
上述淀粉质原料包括玉米、大米、小麦、高粱或马铃薯。
实施例1
取玉米粉1千克，粉水比1：3，酿酒高活性干酵母0.1％(以原料为基数计，下同)，糖化酶250u/g(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵84小时，发酵液酒精含量13.9％(v/v，20℃时，下同)，淀粉利用率为93.1％(以100％酒精计，下同)。
实施例2
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.3％(以原料为基数计，下同)，糖化酶400u/g(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌0转/分钟，25～35℃发酵60小时，发酵液酒精含量11.2％(v/v，20℃时，下同)，淀粉利用率为91.3％(以100％酒精计，下同)。
实施例3
取玉米粉1千克，粉水比1：2，酿酒高活性干酵母0.2％(以原料为基数计，下同)，糖化酶250u/g(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌300转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量14.9％(v/v，20℃时，下同)，淀粉利用率为93.8％(以100％酒精计，下同)。
实施例4
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶250u/g，纤维素酶0.1％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵84小时，发酵液酒精含量13.2％，淀粉利用率为95.1％。
实施例5
取玉米粉1千克，粉水比1：2，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶400u/g，纤维素酶0.15％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵84小时，发酵液酒精含量14.8％，淀粉利用率为93.1％。
实施例6
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶150u/g，纤维素酶0.15％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵90小时，发酵液酒精含量12.8％，淀粉利用率为94.7％。
实施例7
取玉米粉1千克，粉水比1：2.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶250u/g，果胶酶0.1％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵95小时，发酵液酒精含量14.8％，淀粉利用率为94.5％。
实施例8
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶400u/g，果胶酶0.05％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵100小时，发酵液酒精含量14.1％，淀粉利用率为94.7％。
实施例9
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶150u/g，果胶酶0.05％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵103小时，发酵液酒精含量13.4％，淀粉利用率为94.9％。
实施例10
取玉米粉1千克，粉水比1：1.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶400u/g，酸性蛋白酶0.15％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵105小时，发酵液酒精含量15.7％，淀粉利用率为94.4％。
实施例11
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶50u/g，酸性蛋白酶0.1％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵106小时，发酵液酒精含量12.9％，淀粉利用率为94.6％。
实施例12
取玉米粉1千克，粉水比1：2.5，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶250u/g，酸性蛋白酶0.15％(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵90小时，发酵液酒精含量15.2％，淀粉利用率为95.7％。
实施例13
取玉米粉1千克，粉水比1：2.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶200u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵104小时，发酵液酒精含量14.8％，淀粉利用率为95.1％。
实施例14
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶400u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵110小时，发酵液酒精含量12.8％，淀粉利用率为93.5％。
实施例15
取玉米粉1千克，粉水比1：3，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶350u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵90小时，发酵液酒精含量14.8％，淀粉利用率为95.5％。
实施例16
取玉米粉1千克，粉水比1：2，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶250u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵90小时，发酵液酒精含量16.8％，淀粉利用率为96.4％。
实施例17
取玉米粉1千克，粉水比1：2.5，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶250u/g，酸性蛋白酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量15.2％，淀粉利用率为95.7％。
实施例18
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶400u/g，酸性蛋白酶0.05％，纤维素酶0.1％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量14.3％，淀粉利用率为95.2％。
实施例19
取玉米粉1千克，粉水比1：3，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶250u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量14.5％，淀粉利用率为96.4％。
实施例20
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶50u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量13.5％，淀粉利用率为94.4％。
实施例21
取玉米粉1千克，粉水比1：1.5，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶50u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵110小时，发酵液酒精含量12.2％，淀粉利用率为92.6％。
实施例22
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶150u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵60小时，发酵液酒精含量12.6％，淀粉利用率为93.1％。
实施例23
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶400u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量13.7％，淀粉利用率为95.4％。
实施例24
取玉米粉1千克，粉水比1：2，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶200u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵84小时，发酵液酒精含量15.2％，淀粉利用率为95.1％。
实施例25
取玉米粉1千克，粉水比1：1.5，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶400u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌100转/分钟，28～31℃发酵95小时，发酵液酒精含量16.2％，淀粉利用率为95.6％。
实施例26
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.2％，糖化酶50u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，25～35℃发酵70小时，发酵液酒精含量9.4％，淀粉利用率为92.4％。
实施例27
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶50u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌150转/分钟，28～31℃发酵75小时，发酵液酒精含量13.8％，淀粉利用率为93.1％。
实施例28
取玉米粉1千克，粉水比1：3.5，酿酒高活性干酵母0.1％，糖化酶50u/g，酸性蛋白酶0.05％，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌250转/分钟，28～31℃发酵80小时，发酵液酒精含量13.8％，淀粉利用率为93.3％。
实施例29
取玉米粉1千克，粉水比1：3，酿酒高活性干酵母0.3％，糖化酶350u/g，果胶酶0.05％，纤维素酶0.05％，混合均匀，装罐密闭，搅拌200转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量13.4％，淀粉利用率为94.6％。
实施例30
取玉米粉1千克，粉水比1：4，酿酒高活性干酵母0.2％(以原料为基数计，下同)，糖化酶400u/g(以原料为基数计，下同)，混合均匀，装罐密闭，搅拌200转/分钟，25～35℃发酵90小时，发酵液酒精含量13.9％(v/v，20℃时，下同)，淀粉利用率为94.1％。

Claims (8)

1.一种酒精发酵液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤
1)制粉浆
取淀粉质原料若干粉碎，再加入水搅拌均匀得到粉浆，该粉浆的粉水比为1：1.5～1：4；
2)准备反应剂
准备反应剂，所述的酶制剂包括酵母，糖化酶以及辅助酶制剂，以淀粉质原料的量为基数，所述酵母的量为0.01～0.3％，所述糖化酶的量为50～400u/g，所述辅助酶制剂的量为0～0.3％；
3)制备酒精发酵液
将搅拌均匀的粉浆倒入发酵罐中，再向发酵罐中加入反应剂，温度控制在25～35℃，发酵罐的搅拌转数控制在0～300转/分钟，反应60～110小时后得酒精发酵液。
2.根据权利要求1所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：以淀粉质原料的量为基数，所述的辅助酶制剂包括纤维素酶0～0.3％、果胶酶0～0.3％以及酸性蛋白酶0～0.3％集合的任一。
3.根据权利要求1所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：以淀粉质原料的量为基数，所述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.1～0.3％、果胶酶0.1～0.3％以及酸性蛋白酶0.1～0.3％集合的任一。
4.根据权利要求1所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：以淀粉质原料的量为基数，所述的辅助酶制剂包括纤维素酶0.3％、果胶酶0.3％以及酸性蛋白酶0.3％集合的任一。
5.根据权利要求1～4任一所述酒精发酵液的制备方法，其特征在于：所述加入水的温度为30～40℃。
6.根据权利要求5所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：所述粉浆的粉水比为1：2.5。
7.根据权利要求6所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：所述酵母为酿酒高活性干酵母。
8.根据权利要求7所述的酒精发酵液的制备方法，其特征在于：所述淀粉质原料包括玉米、大米、小麦、高粱或马铃薯。
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