CN113717918A - 一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂 - Google Patents

一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂包括如下步骤：其由质量份的如下组分组成：去皮玉米粉和/或去壳大麦粉20～30份、纤维素酶8～15份、木聚糖酶20～25份、β‑葡聚糖酶8～15份、蛋白酶30～38份、溶菌酶3～5份、酶的缓冲体系2～5份。本发明的多功能酒精酵母促进剂应用于酒精发酵具有酒母裂殖状况良好，菌体形态圆润，饱满明亮，细胞间壁轮廓清晰，出芽率高，数量多、糖醇转化能力强，发酵速度快，发酵彻底的优点，可替代抗生素和尿素、硫铵、磷铵等无机盐和酸性蛋白酶的添加，酒精发酵过程健康环保。

Description

一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母 促进剂
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂。
背景技术
长期以来，在酒精发酵过程中，为了防止培养基腐败，同时又要满足酵母菌生长代谢的营养需求，在酵母活化、扩培和酒精发酵阶段，都要添加大量的抗生素和尿素、硫铵、磷铵等无机盐，满足酵母营养需求，来保证酒精发酵过程能够正常进行。随着技术进步和人们健康意识的提高，对于抗生素残留和无机氮源导致发酵产品中甲酸乙酯等致癌物的存在，国家相继出台了新的食品添加剂目录，删除了抗生素和尿素等无机氮源条目；农业农村部也于2020年7月1日起全面禁止在饲料及饲料添加剂中添加抗生素。但在实际生产中我们发现，虽然国家已明令禁止抗生素和无机氮源，如尿素的添加，仍然有不少企业依旧在生产中使用这些违禁物。究其原因，其中一个重要原因就是没有可供选择的合适替代品。
为满足广大酒精企业的生产需求，我单位组织科研人员集中攻关，在立足公司前期已有的酵母促进剂技术的基础上，通过不断筛选配方，反复试验，历时两年多时间，终于开发出一款能够代替抗生素、无机氮源和酸性蛋白酶的复合发酵促进剂，即一种可代替抗生素和无机氮源(如尿素、硫铵、磷铵)和酸性蛋白酶的复合发酵促进剂。
发明内容
本发明克服了现有技术中需要添加抗生素和尿素、硫铵、磷铵等无机盐来保证酒精发酵过程能够正常进行影响健康的技术问题，提供一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂。
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
一种多功能酒精酵母促进剂，所述酒精酵母促进剂由如下质量份的组分组成：去皮玉米粉和/或去壳大麦粉20～30份、纤维素酶8～15份、木聚糖酶20～25份、β-葡聚糖酶8～15份、蛋白酶30～38份、溶菌酶3～5份、酶的缓冲体系2～5份。
优选的，其由质量份的如下组分组成：去皮玉米粉和/或去壳大麦粉20份、纤维素酶10份、木聚糖酶20份、β-葡聚糖酶10份、蛋白酶35份、溶菌酶3份、酶的缓冲体系2份。
其中，优选的，纤维素酶的酶活力≥100U/ml、木聚糖酶的酶活力≥1100U/ml、β-葡聚糖酶的酶活力≥500U/ml、蛋白酶的酶活力≥20000U/ml、溶菌酶的酶活力≥6000U/ml。
其中，所述酶的缓冲体系为磷酸盐缓冲液。磷酸盐缓冲液由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠组成的溶液。本发明中所述酶的缓冲体系主要为了防止酶分子被大量溶液稀释后影响酶活的一种保护剂。
本发明的另一目的还在于保护上述的一种多功能酒精酵母促进剂在替代抗生素、无机盐和/或酸性蛋白酶上的应用。
本发明的另一目的还在于保护上述一种多功能酒精酵母促进剂的方法，所述方法包括如下步骤：将去皮玉米粉和/或去壳大麦粉加水混合，经高温蒸煮灭菌，冷却至45～50℃后依次按规定量添加纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶，搅拌后恒温保持24h，离心后将沉淀物冷冻干燥，将上清液浓缩后喷雾干燥，将冷冻干燥的沉淀物粉碎后和喷雾干燥的上清液固形物混合，再添加溶菌酶和酶的缓冲体系混合均匀得到成品。
其中，所述高温蒸煮灭菌的灭菌温度为120～130℃，灭菌压力0.11～0.15MPa，灭菌时间为120～150min。
本发明的另一目的还在于保护上述制备得到的酒精酵母促进剂在玉米和/或糖蜜和/或木薯为发酵原料的酒精发酵中的应用。
所述的应用中，所述发酵原料为玉米，所述多功能酒精酵母促进剂添加量为100～150g/t。
所述的应用中，所述发酵原料为糖蜜，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为120～200g/t。
所述的应用中，所述发酵原料为木薯，所述多功能酒精酵母促进剂添加量为150～200g/t。
本发明的另一目的还在于保护一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将淀粉质原料经蒸煮、糖化后添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可，或者直接酸化灭菌后的糖蜜中添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可。以发酵原料的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为100～200g/t。其中，所述酵母菌的添加量为：以淀粉质原料的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
其中，淀粉质原料的液糖化工艺为；调节蒸煮后的淀粉质原料的pH值为pH5.9～6.0，再添加高温α-淀粉酶,搅拌升温至62℃左右，恒温保持30min，再升温至85-95℃之间保持120min；温度降至58-60℃，调节淀粉质原料的pH值为4.2-4.5后，添加葡萄糖淀粉酶糖化。以淀粉质原料质量计，所述高温α-淀粉酶添加量为20u/g，所述葡萄糖淀粉酶的添加量为150u/g。
本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：
(1)本发明的多功能酒精酵母促进剂可全部替代现有工艺中添加的尿素、硫铵、磷铵等无机盐，以及青霉素、克菌灵等抗生素抑菌剂，还可代替酸性蛋白酶。本发明简化了发酵工艺，降低劳动强度，具有添加量少，发酵罐温度易控制的优点。本发明的多功能酒精酵母促进剂具有酵母全程发酵速度均一、后发酵能力强、出酒率高、废水氨氮含量低的特点，可以实现食用酒精无抗生素无机盐添加的绿色生产工艺。
(2)多功能酒精酵母促进剂应用于酒精发酵具有酒母裂殖状况良好，菌体形态圆润，饱满明亮，细胞间壁轮廓清晰，出芽率高，数量多、糖醇转化能力强，发酵速度快，发酵彻底的优点。
附图说明
图1为试验一中1#发酵罐酵母活化与扩培12h，稀释10倍的电镜照片；
图2为试验一中2#发酵罐酵母活化与扩培12h，稀释10倍的电镜照片。
图3为试验一1#发酵罐发酵24h，稀释20倍的酒母电镜照片；
图4为试验一2#发酵罐发酵24h，稀释20倍的酒母电镜照片；
图5为试验一1#发酵罐发酵48h，稀释10倍的酒母电镜照片；
图6为试验一2#发酵罐发酵48h，稀释10倍的酒母电镜照片；
图7为试验一1#发酵罐发酵70h，稀释10倍的酒母电镜照片；
图8为试验一2#发酵罐发酵70h，稀释10倍的酒母电镜照片；
图9为试验二和试验三的酒精工艺发酵流程图；
图10为实验二使用硫酸铵1#酵母镜检图；
图11为本发明多功能酒精酵母促进剂1#酵母镜检图；
具体实施方式
下面结合实施例和试验对本发明作进一步说明。
实施例1
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂，其由质量份的如下组分组成：等质量比的去皮玉米粉和去壳大麦粉20份、纤维素酶10份、木聚糖酶20份、β-葡聚糖酶10份、蛋白酶35份、溶菌酶3份、酶的缓冲体系2份。
其中，所述纤维素酶的酶活力100U/ml、木聚糖酶的酶活力1100U/ml、β-葡聚糖的酶活力500U/ml、蛋白酶的酶活力20000U/ml、溶菌酶的酶活力6000U/ml。
其中，所述酶的缓冲体系为磷酸盐缓冲液。
其中所述多功能酒精酵母促进剂由如下方法制备得到：将去皮玉米粉和/或去壳大麦粉加水混合，经灭菌温度为125℃，灭菌压力0.12MPa，灭菌时间为130min的条件下高温蒸煮灭菌，冷却至48℃后依次按规定量添加纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶，搅拌后恒温保持24h，离心后将沉淀物冷冻干燥，将上清液浓缩后喷雾干燥，将冷冻干燥的沉淀物粉碎后和喷雾干燥的上清液固形物混合，再添加溶菌酶和酶的缓冲体系混合均匀得到成品。
实施例2
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂，其由质量份的如下组分组成：去皮玉米粉30份、纤维素酶8份、木聚糖酶22份、β-葡聚糖酶8份、蛋白酶30份、溶菌酶5份、酶的缓冲体系3份。
其中，所述纤维素酶的酶活力110U/ml、木聚糖酶的酶活力1200U/ml、β-葡聚糖的酶活力600U/ml、蛋白酶的酶活力22000U/ml、溶菌酶的酶活力6500U/ml。
其中，所述酶的缓冲体系为磷酸盐缓冲液。
其中所述多功能酒精酵母促进剂由如下方法制备得到：将去皮玉米粉和/或去壳大麦粉加水混合，经灭菌温度为130℃，灭菌压力0.15MPa，灭菌时间为150min的条件下高温蒸煮灭菌，冷却至50℃后依次按规定量添加纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶，搅拌后恒温保持24h，离心后将沉淀物冷冻干燥，将上清液浓缩后喷雾干燥，将冷冻干燥的沉淀物粉碎后和喷雾干燥的上清液固形物混合，再添加溶菌酶和酶的缓冲体系混合均匀得到成品。
实施例3
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂，其由质量份的如下组分组成：去壳大麦粉25份、纤维素酶15份、木聚糖酶25份、β-葡聚糖酶15份、蛋白酶38份、溶菌酶4份、酶的缓冲体系5份。
其中，所述酶的缓冲体系为磷酸盐缓冲液。
其中，所述纤维素酶的酶活力120U/ml、木聚糖酶的酶活力1300U/ml、β-葡聚糖的酶活力620U/ml、蛋白酶的酶活力23000U/ml、溶菌酶的酶活力6500U/ml。
其中所述多功能酒精酵母促进剂由如下方法制备得到：将去皮玉米粉和/或去壳大麦粉加水混合，经灭菌温度为120℃，灭菌压力0.11MPa，灭菌时间为120min的条件下高温蒸煮灭菌，冷却至45℃后依次按规定量添加纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶，搅拌后恒温保持24h，离心后将沉淀物冷冻干燥，将上清液浓缩后喷雾干燥，将冷冻干燥的沉淀物粉碎后和喷雾干燥的上清液固形物混合，再添加溶菌酶和酶的缓冲体系混合均匀得到成品。
应用例1
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于玉米粉为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将玉米粉经蒸煮、再调节蒸煮后的淀粉质原料的pH值为pH6.0，再添加高温α-淀粉酶搅拌升温至65℃，恒温保持30min，再升温至95℃保持120min；温度降至60℃，调节淀粉质原料的pH值为4.5后，添加葡萄糖淀粉酶糖化。以淀粉质原料质量计，所述高温α-淀粉酶添加量为20u/g，所述葡萄糖淀粉酶的添加量为150u/g。糖化后添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以玉米粉的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为120g/t。以玉米粉的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用例2
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于玉米粉为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将玉米粉蒸煮，调节蒸煮后的淀粉质原料的pH值为pH6.0，再添加高温α-淀粉酶搅拌升温至60℃，再升温至85℃保持120min；温度降至58℃，调节淀粉质原料的pH值为4.2后，添加葡萄糖淀粉酶糖化。以淀粉质原料质量计，所述高温α-淀粉酶添加量为20u/g，所述葡萄糖淀粉酶的添加量为150u/g。糖化后添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以玉米粉的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为100g/t。以玉米粉的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用例3
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于以糖蜜为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将糖蜜酸化灭菌后填加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以糖蜜的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为120g/t。以糖蜜的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用例4
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于以糖蜜为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将糖蜜酸化灭菌后填加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以糖蜜的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为200g/t。以糖蜜的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用例5
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于木薯为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将木薯蒸煮，调节蒸煮后的淀粉质原料的pH值为pH6.0，再添加高温α-淀粉酶搅拌升温至62℃，保持30min,再升温至90℃保持120min；温度降至59℃，调节淀粉质原料的pH值为4.3后，添加葡萄糖淀粉酶糖化。以淀粉质原料质量计，所述高温α-淀粉酶添加量为20u/g，所述葡萄糖淀粉酶的添加量为150u/g。糖化后添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以木薯的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为200g/t。以木薯的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用例6
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用，具体的，其应用于木薯为发酵原料的酒精发酵中。
一种可替代抗生素、无机盐和酸性蛋白酶的多功能酒精酵母促进剂的应用方法，其包括如下步骤：将木薯经蒸煮、再调节蒸煮后的淀粉质原料的pH值为pH6.0，再添加高温α-淀粉酶搅拌升温至62℃，恒温保持30min，再升温至91℃保持120min；温度降至59℃，调节淀粉质原料的pH值为4.4后，添加葡萄糖淀粉酶糖化。以淀粉质原料质量计，所述高温α-淀粉酶添加量为20u/g，所述葡萄糖淀粉酶的添加量为150u/g。糖化后添加所述多功能酒精酵母促进剂和酵母菌发酵即可；以木薯的质量为基准，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为150g/t。以木薯的质量计，所述酵母菌的添加量为0.2‰。
应用效果：
试验一：本发明多功能酒精酵母促进剂在替代尿素、酸性蛋白酶和青霉素(克菌灵)方面的性能影响实验。
地点：广西乐酵生物科技有限公司实验室
时间：2021年01月01日——2021年01月05日共一批次
实验设备与器具：TY-2000粉碎机，实验室用筛子(孔径0.45cm，40目)，可控温液化蒸煮锅，BAILUN-10L二联装全自动发酵罐，超净工作台，pH计，分析天平，电子天平，显微镜(电子屏幕)，可控温电炉，水浴锅，酒精蒸馏设备，酸碱滴定设备，糖度计，酒度计，玻璃棒，100ml烧杯，移液枪等。
原辅料及耗材：某粮油公司提供的胶质玉米，耐高温α-淀粉酶(江苏博立生物制品有限公司生产的耐高温α-淀粉酶HT420(18万U/ml))、葡萄糖淀粉酶(其为广西乐酵生物科技有限公司生产的葡萄糖淀粉酶LJSWKJ-TM11)、乐酵干酵母(其由广西乐酵生物科技有限公司生产)，酵母促进剂LJSWKJ-TM1(其由广西乐酵科技有限公司生产)、本发明实施例1的多功能酒精酵母促进剂，乐酵抑菌剂安菌乐LJSWKJ-TM5(其由广西乐酵生物科技有限公司生产)，酸碱标准液及指示剂，去离子水等。
实验步骤：
1.玉米粉碎及细度。
称取糯玉米5kg，除去石子、绳头、玉米芯等杂物，用粉碎机粉碎，粉碎细度40目筛通过率61％。
2.拌料、预煮及液糖化。
称取玉米粉2000g*2份，分别倒入编号为1#和2#的蒸煮锅中，各加水4500mL(其中500mL为蒸煮过程中损耗的蒸发水分)，开动搅拌桨搅拌均匀，停止搅拌，调pH5.9-6.0，各添加耐高温α-淀粉酶3.10mL/锅，开动搅拌缓慢升温至60-65℃之间，恒温保持60min。
继续升温至91-93℃，恒温保持120min。
称重，确定料水比为1：2；
进行碘试，碘试呈浅棕色或浅黄色，将碘试合格的液化醪混合后转移至编号为1#和2#的发酵罐中，开动搅拌和冷却水冷却至60℃，调pH4.5,各添加葡萄糖淀粉酶1.31mL/罐，糖化一小时检测锤度、总糖、还原糖、酸度、pH和糖化率，继续降温至30℃备用。
3.干酵母活化与接种。
提前1小时称取乐酵干酵母0.4g*2份(干酵母接种量为0.2‰，以玉米粉重量计)，分别装入两只100ml预先经过灭菌干燥好的烧杯中，编号1#、2#，用30℃、2％葡萄糖溶液对干酵母活化60min。
打开1#发酵罐和2#发酵罐检查孔，关闭搅拌桨，接种活化好的酵母液(1#种子液对应1#发酵罐，2#种子液对应2#发酵罐)，用四层纱布封闭检查孔，设定温度30℃，通微风+搅拌(搅拌桨转速80r/min)，恒温培养12h后，检测酵母数、出芽率、锤度、还原糖、酸度、挥发酸、pH、酒份。
4.发酵和检测。
关闭通风，将发酵罐温度升至32℃，恒温保持12h后升温至34℃，恒温保持58h至发酵结束。期间注意定期巡检发酵罐工况是否正常，每24小时检测发酵指标一次，检测指标有酵母数和出芽率(电镜照片)，锤度、总糖、还原糖，酸度、挥发酸，酒份。70h发酵终了增加过滤总糖、残糊精、残淀粉的检测项，做好各项检测记录。
具体的实验配料如下表1
表1
Figure BDA0003168912950000081
Figure BDA0003168912950000091
检测结果如下：
1、1#发酵罐糖化醪、酒母醪、发酵醪检测结果如下表2：
表2
Figure BDA0003168912950000092
2、2#发酵罐糖化醪、酒母醪、发酵醪检测结果如下表3：
表3
Figure BDA0003168912950000093
Figure BDA0003168912950000101
由表3残总糖、还原糖和酒份指标可以看出，酵母的糖醇转化能力强，发酵速度快，发酵彻底。
3、酵母培养物镜检与分析
3.1酵母活化与扩培12h电镜照片，稀释10倍。1#酵母数1.05亿个/mL，芽率35.5％；2#酵母数1.06亿个/mL，芽率36.8％。1#酵母电镜照片见附图1，2#酵母电镜照片见附图2。
3.2发酵24h酒母电镜照片，1#稀释20倍，酵母数3.98亿个/mL，芽率25.8％；2#稀释10倍，酵母数2.98亿个/mL，芽率21.88。1#酵母电镜照片见附图3，2#酵母电镜照片见附图4。
3.3发酵48h酒母电镜照片，稀释10倍。1#酵母数1.63亿个/mL，芽率4％；2#酵母数1.68亿个/mL，芽率7％。1#酵母电镜照片见附图5，2#酵母电镜照片见附图6。
3.4发酵70h酒母电镜照片，稀释10倍。1#酵母电镜照片见附图7，2#酵母电镜照片见附图8。
由附图1-附图8的电镜照片可以看出，添加了多功能酒精酵母促进剂后，酒母裂殖状况良好，菌体形态圆润，饱满明亮，细胞间壁轮廓清晰，出芽率高，数量多。
试验二：本发明多功能酒精酵母促进剂与硫酸铵作为对照，验证多功能酒精酵母促进剂在酒母培养和酒精发酵过程的影响。
地点：孟连某糖业有限责任公司酒精车间
时间：2017年12月3日-2017年12月9日
用量：吨糖蜜300g。
酒精发酵工艺流程参见附图9。
设备条件：低浓酸化罐12m3/罐，高浓酸化罐12m3/罐；1#种子罐120m3、2#主发酵罐120m3、3#-7#发酵罐60m3、8-12#发酵罐40m3，共12组。
多功能酒精酵母促进剂的添加方法、添加步骤以及数据采集方法为：
S1、2017年12月3日16：00酸化配料时停止使用硫酸铵，同时在低浓酸化罐添加10kg酵母促进剂。
S2、不改变该酒精生产工艺条件下在低浓酸化罐进行添加实施例2的多功能酒精酵母促进剂，1#发酵罐以6.3-6.8m3水量，18-20°Bx范围内进行流加。2#发酵罐以3.2-3.6m3水量40-42°Bx范围内进行流加。
S3、前期发酵取样记录：根据流加量和发酵罐容积24小时后(12月4日)开始采集1#、2#发酵罐数据，查定内容为酵母数、挥发酸、含酒份。
S4、使用硫酸铵成熟醪数据采集时间：12月3日-12月5日。
S5、使用多功能酒精酵母促进剂成熟醪数据数据采集时间：12月6日开始收集。
(1)、数据采集结果如下：
1、1#-2#发酵罐酵母促进剂与硫酸铵数据检测对比及分析：2017年12月3日投放多功能发酵促进剂后，1#、2#发酵罐跟踪检测数据如表4：
表4
Figure BDA0003168912950000111
Figure BDA0003168912950000121
根据表1中的以上3个批次数据可以看出1#发酵罐平均酵母数为2亿/ml含酒份平均值为5.62％、2#发酵罐平均酵母数为1.16亿/ml含酒份平均值为5.76％，可见酵母优势明显繁殖速度快，挥发酸稳，稳定性较高。
添加硫酸铵时，1#发酵罐中酵母镜检图，见附图10，使用本申请多功能酒精酵母促进剂后，1#发酵罐酵母镜检图见附图11。由附图10和附图11的对比可知，添加本申请多功能酒精酵母促进剂之后，酵母数量明显增多，且使用多功能酒精酵母促进剂之后酵母细胞形状呈椭圆形、卵圆形形态饱满，胞壁线条薄匀，细胞质透明度高，个体体积之间比例合理，活力明显，芽孢***形态正常。
2、使用硫酸铵和使用本发明的多功能酒精酵母促进剂成熟醪终了数据对比，数据见下表5：
表5
Figure BDA0003168912950000122
Figure BDA0003168912950000131
由表5可知，使用多功能酒精酵母促进剂的成熟醪平均锤度低于使用硫酸铵0.58°Bx。酒份相对提高了0.66％(v/v)。使用硫酸铵的最终平均残糖为1.9％。使用本发明的多功能酒精酵母促进剂的最终平均残为2.08％。
(2)、经济效益分析：
使用本发明的多功能酒精酵母促进剂平均酒份10.17％(v/v)，比使用硫酸铵平均酒份9.51％(v/v)增加0.66％(v/v)。以15m3每小时进料成品酒95％(v/v)进行计算每天使用成熟醪360m3；
即每天增产酒精360×0.66％×0.8÷0.95≈2吨
按酒精价格按最低行情时的4500元/吨计算，每天增产酒精折合人民币价值：
2吨×4500元/吨＝9000元
投入产出对比：
使用硫酸铵以去年平均吨酒/10公斤计算(单价约为4500元/吨)：
10kg/t×4.5元/kg＝45元/t
使用本发明的多功能酒精酵母促进剂吨酒产生成本为(按吨酒耗糖4.6吨计算＝1.38kg，单价为32元/kg)：
0.3kg×4.6×32元＝44.16元/t
如成熟醪含酒份为10％(v/v)每天进醪量为360m3，则每天产能约等于30吨。使用本发明的多功能酒精酵母促进剂代替硫酸铵后，实际增加收入为：
增加酒精产量+(硫酸铵成本-本发明的多功能酒精酵母促进剂成本)＝实际增加收入
(2×4500)+{(45×30)-(44.16×30)}＝9025.2元/天
生产期以180计，则一个生产期增加收入为：9025.2×180＝1624536元
由以上数据比对分析可知，本发明的多功能酒精酵母促进剂提高了酵母发酵率，通过改善酵母繁殖、代谢的营养环境使酵母生长繁殖达到比较理想的状态，抑制了杂菌繁殖，从而提高了发酵原料转化率，有效代替了硫酸铵进行酒精发酵，其经济效益十分显著。
试验三、本发明多功能酒精酵母促进剂与尿素作为对照，验证多功能酒精酵母促进剂在酒母培养和酒精发酵过程的影响。
地点：凤庆某有限责任公司酒精车间
时间：2018年2月20日-2018年2月23日
用量：吨糖蜜300g。
酒精发酵工艺流程参见附图9。
设备条件：酸化罐10m3/罐×2；1#种子发酵罐90m3、-2#主发酵罐90m3、3#高浓发酵罐90m3 4-6#；发酵罐90m3 7-13#发酵罐50m3。
工艺条件：1-2#主发酵罐流加锤度21-22°Bx、流加水量9m3、罐内温度控制30-31℃。高浓发酵流加锤度51-52°Bx、流加水量2m3、罐内温度控制31℃。4-6#发酵罐温度不超过34℃。
多功能酒精酵母促进剂的添加方法、添加步骤以及数据采集方法：
S1、2018年2月20日12：00酸化配料时停止使用尿素，同时在低浓酸化罐按吨糖蜜300克添加酵母促进剂。
S2、不改变该酒精生产工艺条件下在低浓酸化罐进行添加实施例3的多功能酒精酵母促进剂，1#发酵罐以6.3-6.8m3水量，18-20°Bx范围内进行流加。2#发酵罐以3.2-3.6m3水量40-42°Bx范围内进行流加。
S3、前期发酵取样记录：根据流加量和发酵罐容积12小时后(2月21日00：00)开始采集1#-2#，3#发酵罐数据，查定内容为酵母数、挥发酸、含酒份。
S4、使用尿素成熟醪数据采集时间：2月17日12：00——2月19日12：00。
S5、使用多功能酒精酵母促进剂成熟醪取样记录：在添加多功能酒精酵母促进剂后48小时内为混合样数据，不具真实代表性，不予统计，2月22日12：00——2月24 12：00日收集使用多功能酒精酵母促进剂发酵成熟醪数据。
(1)、数据采集结果如下：
1、1#-2#发酵罐酵母促进剂与硫酸铵数据检测对比及分析：
2018年2月20日投放本发明的多功能酒精酵母促进剂后，21日1#、2#发酵罐跟踪检测数据数结果如下表6：
表6
Figure BDA0003168912950000151
注：酵母数检测标准为：9ml稀硫酸，1ml样液。1-2#为种子培养罐，3#为高浓发酵罐。
根据以上数据可以看出1-2#发酵罐平均酵含酒份平均值为5.3％、3#发酵罐平均含酒份为5.4％。检观察，细胞形状呈椭圆形、卵圆形形态饱满，胞壁线条薄匀，细胞质透明度高，个体体积之间比例合理，活力明显，芽孢***形态正常。由于酵母优势明显繁殖速度快，挥发酸稳，稳定性较高。
2、使用尿素和使用本发明的多功能酒精酵母促进剂成熟醪终了数据对比，参见下表7：
表7
Figure BDA0003168912950000152
通过上表7的数据对比，可知：
①使用本发明的多功能酒精酵母促进剂的最终成熟醪锤度14°Bx，使用尿素最终成熟醪锤度14.7°Bx，高于使用促进剂0.7°Bx。酒份相对提高了0.8％(v/v)。
②使用尿素的最终平均残糖为1.959％。使用本发明的多功能酒精酵母促进剂的最终平均残糖为2.12％高0.161％，残糖相差较小。由于成熟醪残糖每天只进行一次化验，此次数据采集为三天，如果使用时间增加则使用促进剂指标将明显优于原工艺指标。
③挥发酸为0.0266低于未使用促进剂0.0437，低0.0171。降幅3.91％。由于使用酵母促进剂后发酵环境得到明显改善，酵母菌生长繁殖旺盛，菌群优势明显并有有效抑制杂菌生长。
⑤使用本发明的多功能酒精酵母促进剂成熟醪最终含酒份为9.2％(v/v)，未使用促进剂成熟醪最终含酒份为8.4％(v/v)，提高0.8％(v/v)的含酒份。
综合以上试验结果来看，在相同处理条件和相同原料使用量情况下，广西乐酵生物有限公司生产的多功能酒精酵母促进剂淀粉出酒率、淀粉利用率均有所提高。
(2)经济效益分析：
凤庆某有限责任公司酒精车间原工艺的平均酒份是8.4％(v/v)，用本发明的多功能酒精酵母促进剂后平均酒份达到9.2％(v/v)，提高酒份的百分比为9.5％(v/v)。
凤庆某有限责任公司酒精车间平均每小时进料约14m3左右，则每天进料336m3，酒份提高0.8％。
即每天增产酒精 336×0.8％×0.8÷0.95≈2.26吨
以生产周期180天，年产量为5040吨/年估算，酒份提高0.8％提高酒份的百分比为9.5％(v/v)，等于增加了；
5040吨/年×9.5％＝487吨/年的酒精产量
每吨酒精按5300元计算，年增加销售收入；
478吨×5300元/吨＝253.34万元；
酵母促进剂的成本：
酵母促进剂单位用量按照300克/吨糖蜜计，吨酒耗糖4.65估算则吨酒耗促进剂1.395公斤。
酵母促进剂总用量＝300克/吨×5040吨×4.65＝7.03吨。
酵母促进剂采购成本＝7.03×36000元/吨＝25.3万元。
增加销售利润＝253.34万元－25.3万元＝228.04万元。
投入产出比为：552.74/3422.26＝1:10.01
试验四、本申请多功能酒精酵母促进剂在以木薯为原料的酒精生产中的应用情况
1、原料与仪器
原料：广西某生物科技有限公司进厂木薯干片原料。
辅料：α-耐高温淀粉酶(江苏博立生物制品有限公司生产的耐高温α-淀粉酶HT420(18万U/ml)、葡糖淀粉酶(江苏博立生物制品有限公司生产，酶活力42万U/ml)、乐酵安菌乐LJSWKJ-TM5(广西乐酵生物科技有限公司生产)、本申请实施例1的多功能乐酵酵母促进剂、乐酵干酵母。
仪器：快速水分分析仪、恒温水浴锅、带搅拌自动恒温生化锅、酸度计、分析天平、电子天平、可控温电炉、粘度计、全自动发酵机、容量瓶、三角瓶等。
2、试验步骤
2.1、配置料水比为1:2.8浓度的粉浆：称取2kg木薯粉、5.6kg自来水，置于带搅拌自动恒温生化锅中进行混配，搅拌均匀；
2.2、添加α-耐高温淀粉酶(按10U/g木薯添加，生化锅分别添加0.111ml)，启动搅拌并将转速调至500rpm均匀；
2.3、液化：将生化锅加热至92℃；计时液化2.0h。
2.4、糖化：液化结束，将生化锅液化醪温度降至60℃，添加葡萄糖淀粉酶(按140U/g木薯添加，生化锅分别添加0.667ml)恒温搅拌1h。检测外观糖、还原糖、总糖。
2.5、发酵：糖化结束，将生化锅温度糖化醪降至30℃移入全自动发酵机中，添加乐酵干酵母(提前1h用2％葡萄糖活化，全自动发酵机添加0.3g)，添加本申请实施例1的多功能酒精酵母促进剂(按200g/T木薯，全自动发酵机添加0.4g)，添加乐酵安菌乐LJSWKJ-TM5(按3g/m3醪液，全自动发酵机添加0.021g)，前期发酵温度(14小时)30℃，第一阶段发酵温度(24小时)32℃，第二阶段发酵34℃直到结束。
4.6、检测：每24小时检测还原糖、残总糖、酒分、挥发酸、酸度以及酵母数、出芽率。发酵72小时结束后检测还原糖、残总糖、酒分、挥发酸、酸度。
3、检测结果如下：
3.1液化试验结果如下表8：
表8
项目 外观糖°Bx 还原糖g/ml 总糖g/ml 糖化率％ 酸度 PH值
结果 21.55 13.75 19.4 70.89 1.0 6.08
3.2发酵试验结果如下表9：
表9
Figure BDA0003168912950000181
由上表9可知，本申请不添加尿素和无机盐的情况下，多功能酵母促进剂应用于木薯时，同样具有一个良好的发酵效果。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种多功能酒精酵母促进剂，其特征在于，所述酒精酵母促进剂由如下质量份的组分组成：去皮玉米粉和/或去壳大麦粉20～30份、纤维素酶8～15份、木聚糖酶20～25份、β-葡聚糖酶8～15份、蛋白酶30～38份、溶菌酶3～5份、酶的缓冲体系2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种多功能酒精酵母促进剂，其特征在于，其由质量份的如下组分组成：去皮玉米粉和/或去壳大麦粉20份、纤维素酶10份、木聚糖酶20份、β-葡聚糖酶10份、蛋白酶35份、溶菌酶3份、酶的缓冲体系2份。
3.根据权利要求1所述的一种多功能酒精酵母促进剂，其特征在于，所述酶的缓冲体系为磷酸盐缓冲液。
4.根据权利要求1-3任意一项所述一种多功能酒精酵母促进剂在替代抗生素、无机盐和/或酸性蛋白酶上的应用。
5.一种制备如权利要求1-3所述一种多功能酒精酵母促进剂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将去皮玉米粉和/或去壳大麦粉加水混合，经高温蒸煮灭菌，冷却至45～50℃后依次按规定量添加纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶，搅拌后恒温保持24h，离心后将沉淀物冷冻干燥，将上清液浓缩后喷雾干燥，将冷冻干燥的沉淀物粉碎后和喷雾干燥的上清液固形物混合，再添加溶菌酶和酶的缓冲体系混合均匀得到成品。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高温蒸煮灭菌的灭菌温度为120～130℃，灭菌压力0.11～0.15MPa，灭菌时间为120～150min。
7.根据权利要求1-3任意一项所述一种多功能酒精酵母促进剂和应用如权利要求5-6的方法制备得到的酒精酵母促进剂在玉米和/或糖蜜和/或木薯为发酵原料的酒精发酵中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述发酵原料为玉米，所述多功能酒精酵母促进剂添加量为100～150g/t。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述发酵原料为糖蜜，所述多功能酒精酵母促进剂的添加量为120～200g/t。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述发酵原料为木薯，所述多功能酒精酵母促进剂添加量为150～200g/t。
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