CN101508949A - 一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，包括下述步骤：将米粉与水以重量比1∶2～4加入到搅拌式反应器中搅拌，加热至70～90℃保温1～3小时，然后冷却至35～45℃；向反应器中加入糖化酶，使料液经超滤膜进行超滤，透过液和浓缩液回流至反应器；继续降温至30～35℃，向反应器中加入酵母，维持反应40～100小时而得发酵后黄酒。本发明实现了黄酒生产的反应、分离一体化，省略了浸米罐、蒸饭机、还节约了水和蒸汽，缩短了发酵周期，解决了黄酒的非生物混浊问题和传统工艺中硅藻土过滤带来的吸附饱和的废硅藻土处理问题，而且使用新工艺生产的黄酒品质大大提高。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺。
(二)背景技术
黄酒是以谷物为原料，经过酒药和麦曲中的多种微生物糖化分解转化而成的一种原汁酿造酒。按生产工艺分为淋饭法、摊饭造作法、喂饭法和连续大罐发酵法，米:水比通常为1:2，其工艺为发酵-板框压榨-硅藻土过滤。如目前一种通用的黄酒生产工艺是采用浸米—蒸饭—淋饭—搭窝—喂饭—大缸糖化发酵(前发酵)—小坛发酵(后发酵)—板框压榨—硅藻土过滤等工序。需要的设备分别为：浸米灌、蒸饭机、前发酵缸、后发酵坛、板框式压榨机、硅藻土过滤机。前发酵一般需要35天，后发酵15—30天，而且后发酵需要大量的小坛，占用大量的场地，抑制了公司黄酒生产的产量。
中国专利CN1570065A公开了一种黄酒生产工艺，尤其涉及一种黄酒配糟混合发酵工艺，与传统黄酒生产工艺相配合，在传统黄酒生产工艺压滤到白糟后放入一定量的大糠粉或谷皮，大糠粉的比例为白糟量的5％-8％，谷皮的比例为白糟量的3％-5％，通过蒸馏所得黄酒糟在配入混合发酵前的温度控制在25℃-38℃，并按大米投放量的20％-30％投入黄酒生产工艺的放水阶段或落罐接种阶段参与混合发酵。
传统的黄酒生产工艺发酵周期长、占地面积大、生产季节性和黄酒的非生物混浊沉淀是制约黄酒生产和影响黄酒质量的主要因素。
中国专利CN1978625A公开了采用搅拌反应器-管式超滤膜构成膜生物反应器的促进黄酒发酵工艺，在发酵液的温度为29-30℃条件下，将黄酒发酵液由泵循环到超滤膜装置，浓缩发酵液循环回搅拌反应器，超滤透过液在酒精度和还原糖度未达到工艺要求时回流至搅拌反应器，待透过液在酒精度和还原糖度达到工艺要求时排放。系统运行近24小时后，酒精度达到15.1％，还原糖度降到0.77％，酸度0.34％。该专利仅仅提供了一种思路而且只进行了初步实验，由于没有进行工艺参数的优化，发明效果并不好，不能代替传统的工业化生产黄酒工艺。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种连续快速发酵生产，提高产品质量、节约生产成本的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺。
所述膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，以米粉作为原料，包括下述步骤：
(1)将米粉与水以重量比1：2～4加入到搅拌式反应器中搅拌，加热至70～90℃保温1～3小时，然后冷却至35～45℃；
(2)向反应器中加入糖化酶，使料液经超滤膜进行超滤，透过液和浓缩液回流至反应器；
(3)继续降温至30～35℃，向反应器中加入酵母，维持反应40～100小时而得发酵后黄酒。
优选地，步骤(1)中所述米粉与水的重量比为1：2.3。
优选地，步骤(1)中加热至85～90℃保温1小时灭菌，然后冷却至40℃；
优选地，步骤(1)中还向反应器中加入α-淀粉酶，α-淀粉酶与米粉的重量比为0.2～0.4：100。
优选地，步骤(2)中糖化酶与米粉的重量比为0.1～1：100。
优选地，步骤(2)中控制超滤膜渗透通量在20～30L/h。
优选地，步骤(3)中酵母与米粉的重量比为0.1～0.3：100。
优选地，步骤(3)中还向反应器中加入酸性蛋白酶和小麦曲粉，酸性蛋白酶与米粉的重量比为0.2～0.4：100，小麦曲粉与米粉的重量比为5～10：100。
优选地，步骤(3)中降温至32℃
本发明中涉及的反应主要有：
发酵过程中通过以下反应产生酒精和乳酸、甲酸和乙酸和二氧化碳，
丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下通过反应(2)氧化生成乳酸，
丙酮酸在丙酮酸羧基裂解酶催化下通过反应形成甲酸和乙酰基辅酶复合物和甲酸，
丙酮酸在丙酮酸铁氧化还原蛋白和氧化还原酶催化下，形成乙酰基辅酶复合物和二氧化碳，
乙酰基辅酶复合物在酒精脱氢酶催化下，通过以下反应形成酒精，
乙酰基辅酶复合物在磷酸转移酶和乙酸激酶催化下形成乙酸，
本发明的膜生物反应器技术是将膜分离过程和生化反应过程结合，反应、酶、反应物和产物分离同时进行，具有以下特点：
(1)反应条件温和，产物被选择性地透过膜，可去除黄酒中的非生物混浊沉淀，提高出酒率和黄酒品质，副产物少，环保；
(2)生物反应器中的生物催化剂有类似自然界中生物膜的效应；
(3)由于产物选择性地透过膜，反应平衡被打破，提高产物收率；
(4)膜生物反应器中的传质为伴随扩散的对流传质，增大了传质速率和反应速率；
(5)节省了后续分离工艺。
本发明在采用了膜生物反应器连续发酵黄酒工艺后，实现了黄酒生产的反应、分离一体化，省略了浸米罐、蒸饭机、还节约了水和蒸汽，缩短了发酵周期，解决了黄酒的非生物混浊问题和传统工艺中硅藻土过滤带来的吸附饱和的废硅藻土处理问题，而且使用新工艺生产的黄酒品质大大提高，均达到国家一级黄酒标准。
(四)附图说明
图1是实施例所述膜生物反应器连续发酵黄酒工艺的工艺流程图。
(五)具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
参照图1，加入160L水，加热至85-90度，启动搅拌式反应器，加入45Kg米粉后，保温1个小时(灭菌)，冷却至40度时；
加入糖化酶160g，启动超滤泵，超滤泵进料流量在5-6m3/h，将压力升至0.1MPa，透过液和浓缩液回流至搅拌式反应器；
继续降温至32℃时，加入酵母100g.控制反应温度在28-32℃，超滤膜渗透通量在20-30L/h。
表1.实施例1结果
| 时间 | 透过液酒度(％vol) | 透过液糖度(以葡萄糖计，g/L) | 透过液酸度(以乳酸计，g/L) |
| 开始 | 0.00 | 88 | 2.44 |
| 4小时后 | 0.8 | 82 | 4.27 |
| 8小时后 | 2.6 | 48.5 | 5.95 |
| 12小时后 | 5.2 | 14.25 | 6.71 |
| 16小时后 | 6.0 | 4.7 | 7.20 |
| 20小时后 | 6.2 | 1.2 | 7.63 |
| 24小时后 | 6.3 | 1.9 | 7.43 |
氨基酸态氮：检不出。
实施例2
加入160L水，加热至85-90℃，启动搅拌式反应器，加入45Kg米粉和100mlα-淀粉酶后，保温1个小时(灭菌)，冷却至40℃；
加入225g糖化酶，启动超滤泵，超滤泵进料流量在5-6m3/h，将压力升至0.1MPa，透过液和浓缩液回流至搅拌式反应器，继续降温至32℃时，加入酵母100g.控制反应温度在28-32℃，超滤膜渗透通量在20-30L/h。
表2 实施例2结果
| 时间 | 透过液酒度(％vol) | 透过液糖度(以葡萄糖计，g/L) | 透过液酸度(以乳酸计，g/L) |
| 开始(加酒曲) | 0.00 | 88 | 0.00 |
| 5小时后 | 0.00 | 120 | 2.07 |
| 9小时后 | 1.1 | 140 | 3.05 |
| 13小时后 | 2.8 | 115 | 4.27 |
| 17小时后 | 5.2 | 76.5 | 5.64 |
| 21小时后 | 8.0 | 34.2 | 6.25 |
| 25小时后 | 10.0 | 6.0 | 7.01 |
| 29小时后 | 10.3 | 1.5 | 6.71 |
氨基酸态氮：0.17g/L。
实施例3
加入150L水，加热至85-90℃，启动搅拌式反应器，加入65Kg米粉和200mlα-淀粉酶后，加入保温1个小时(灭菌)，冷却至40℃；
加入糖化酶400g，启动超滤泵，超滤泵进料流量在5-6m3/h，将压力升至0.1MPa，透过液和浓缩液回流至搅拌式反应器；
继续降温至32℃时，加入酵母160g，酸性蛋白酶200g和5.2Kg小麦曲粉，超滤膜渗透通量在20-30L/h。
表3 实施例3结果
| 发酵时间 | 透过液酒度(％vol) | 透过液糖度(以葡萄糖计，g/L) | 透过液酸度(以乳酸计，g/L) |
| 开始 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 15小时后 | 5.4 | 140 | 3.05 |
| 19小时后 | 7.9 | 110 | 3.66 |
| 23小时后 | 10.5 | 82 | 4.27 |
| 31小时后 | 13.4 | 34 | 4.58 |
| 35小时后 | 15.2 | 6.0 | 4.88 |
| 40小时后 | 15.5 | 3.0 | 5.03 |
| 43小时后 | 15.6 | 2.0 | 5.19 |
氨基酸态氮：0.4g/L。
实施例3出酒酒精度达到15.6％vol，总糖在2.0g/L，总酸在5.19g/L，氨基酸态氮在0.4g/L，非糖固形物在22g/L，pH值在4.1，出酒符合国家一级标准。
Claims (10)
1、一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，以米粉作为原料，其特征在于包括下述步骤：
(1)将米粉与水以重量比1：2～4加入到搅拌式反应器中搅拌，加热至70～90℃保温1～3小时，然后冷却至35～45℃；
(2)向反应器中加入糖化酶，使料液经超滤膜进行超滤，透过液和浓缩液回流至反应器；
(3)继续降温至30～35℃，向反应器中加入酵母，维持反应40～100小时而得发酵后黄酒。
2、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(1)中所述米粉与水的重量比为1：2.3。
3、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(1)中加热至85～90℃保温1小时灭菌，然后冷却至40℃。
4、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(1)中还向反应器中加入α-淀粉酶，α-淀粉酶与米粉的重量比为0.2～0.4：100。
5、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(2)中糖化酶与米粉的重量比为0.1～1：100。
6、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(2)中控制超滤膜渗透通量在20～30L/h。
7、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(3)中酵母与米粉的重量比为0.1～0.3：100。
8、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(3)中还向反应器中加入酸性蛋白酶和小麦曲粉，酸性蛋白酶与米粉的重量比为0.2～0.4：100，小麦曲粉与米粉的重量比为5～10：100。
9、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于：步骤(3)中降温至32℃。
10、根据权利要求1所述的膜生物反应器连续发酵黄酒工艺，其特征在于包括下述步骤：
(1)加入150L水，加热至85-90℃，启动搅拌式反应器，加入65Kg米粉和200mlα-淀粉酶后，加入保温1个小时灭菌，冷却至40℃；
(2)加入糖化酶400g，启动超滤泵，超滤泵进料流量在5-6m3/h，将压力升至0.1MPa，透过液和浓缩液回流至搅拌式反应器；
(3)继续降温至32℃时，加入酵母160g，酸性蛋白酶200g和5.2Kg小麦曲粉，超滤膜渗透通量在20-30L/h，维持反应40～100小时而得发酵后黄酒。
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| CNA2009100970187A CN101508949A (zh) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | 一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺 |
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| CNA2009100970187A CN101508949A (zh) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | 一种膜生物反应器连续发酵黄酒工艺 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102041215B (zh) * | 2009-10-19 | 2012-12-26 | 上海金枫酒业股份有限公司 | 一种果味黄酒及其生产方法 |
-
2009
- 2009-03-30 CN CNA2009100970187A patent/CN101508949A/zh active Pending
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