CN101671698A - 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法 - Google Patents

用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101671698A
CN101671698A CN200910070769A CN200910070769A CN101671698A CN 101671698 A CN101671698 A CN 101671698A CN 200910070769 A CN200910070769 A CN 200910070769A CN 200910070769 A CN200910070769 A CN 200910070769A CN 101671698 A CN101671698 A CN 101671698A
Authority
CN
China
Prior art keywords
raw material
fermentation
xylanase
zytase
alcohol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910070769A
Other languages
English (en)
Inventor
肖冬光
陈叶福
郭学武
王颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Science and Technology
Original Assignee
Tianjin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Science and Technology filed Critical Tianjin University of Science and Technology
Priority to CN200910070769A priority Critical patent/CN101671698A/zh
Publication of CN101671698A publication Critical patent/CN101671698A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

一种利用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率的方法。本发明是将木聚糖酶应用到淀粉质原料的酒精发酵生产中，一方面，木聚糖酶可通过降解原料中的半纤维素破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放出来，与淀粉酶、糖化酶等水解酶充分接触，提高糖化发酵效果；另一方面，木聚糖酶的降解作用可降低发酵醪粘度，促进液化糖化作用，提高发酵过程中的传热与传质效果，从而提高酒精发酵速度和原料出酒率。试验结果表明，在淀粉质原料酒精发酵中添加50－190U/g原料的木聚糖酶，可使发酵周期缩短8－12h，相对原料出酒率提高1.4－3.0％。本发明工艺简单有效，适合于各种淀粉质原料的酒精发酵工业，可降低酒精生产的成本。

Description

用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法
【技术领域】：
本发明属于酿酒技术领域，涉及一种通过添加木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率的方法。
【背景技术】：
在酿酒行业中，淀粉质原料外围包裹有一定量的木质纤维素，而木质纤维素是由纤维素丝嵌入到大分子的蛋白质、果胶、木质素和半纤维素基质中而形成的。其中，两种主要成分纤维素与半纤维素的干重各占45％和25％。以木聚糖为主要成分的半纤维素不仅阻碍了纤维素分子的降解，同时也降低了淀粉质原料的利用率。另一方面，木聚糖(尤其是水溶性木聚糖)溶解于水后以胶体形式存在，会致使发酵醪粘度增加，高粘度的体系直接降低液化糖化及发酵过程中的传热与传质效果，造成原料液化糖化速度缓慢，反应不完全。
目前，国内外对于木聚糖酶的应用研究主要集中在制浆造纸工业以及饲料加工业，而对于木聚糖酶在酿酒中的应用研究，目前仅限于清酒酿造以及改善啤酒、葡萄酒的过滤方面的研究。
【发明内容】：
本发明的目的是解决上述已有酒精发酵方法中发酵醪粘度大、发酵速度缓慢、原料出酒率低的问题，开发一种廉价而又使用方便的酒精发酵促进剂，以降低发酵醪高粘度对传热传质效果的影响、以及半纤维素对淀粉质原料与液化糖化酶接触的阻隔作用，从而提供一种利用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率的方法。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：在淀粉质原料中，按照50、130、150、170、190U/g原料的添加量添加木聚糖酶，进行酒精发酵，其作用在于：一方面，木聚糖酶可以通过降解木聚糖破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放出来与淀粉酶、糖化酶等水解酶充分接触。另一方面，木聚糖酶还可以水解水溶性木聚糖，降低发酵醪粘度，促进液化糖化作用，提高发酵过程中的传热与传质效果，从而提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率。
其具体方法如下：
(1)淀粉质原料经粉碎后，(称取50g)用50℃至70℃的温水按照料水质量比为1∶1.8～3.0的加水比调浆；
(2)向(1)中加入耐高温α-淀粉酶4U/g原料，混匀后升温至80～95℃，液化90min；
(3)将(2)步得到的糊化醪冷却到55～60℃，加糖化酶120U/g原料，糖化30min；
(4)将(3)步得到的糖化醪冷却至30℃，加原料重量0.05～0.10％的硫酸镁、0.10～0.15％的磷酸二氢钾、0.10～0.20％的尿素；
(5)向(4)步中接入培养的酵母菌，酵母细胞接种量为1.5×107～4.5×107cuf/mL，30℃发酵，发酵周期60-72h；
(6)在以上淀粉质原料酒精生产过程中，按照50、130、150、170、190U/g原料的添加量添加木聚糖酶，木聚糖酶的添加可以在糖化过程中、发酵接种前或发酵过程前期进行。
本发明的优点和积极效果：本发明将木聚糖酶作为发酵促进剂应用到淀粉质原料的酒精发酵生产中，一方面，木聚糖酶可以通过降解木聚糖破坏植物细胞壁，使细胞内容物充分释放出来，与淀粉酶、糖化酶等水解酶充分接触，提高发酵速度，缩短发酵周期12h；另一方面，木聚糖酶还可以水解水溶性木聚糖，降低发酵醪粘度，促进液化糖化作用，提高发酵过程中的传热与传质效果，从而提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率，使最终发酵醪的酒精浓度提高1～2°，而酒精浓度的提高将大大降低酒精蒸馏和DDGS的加工成本。
【附图说明】：
图1是添加木聚糖酶对发酵周期的影响曲线。
【具体实施方式】：
(1)淀粉质原料经粉碎后，(称取50g)用50℃至70℃的温水按照料水质量比为1∶1.8～3.0的加水比调浆；
(2)向(1)中加入耐高温α-淀粉酶4U/g原料，混匀后升温至80～95℃，液化90min；
(3)将(2)步得到的糊化醪冷却到55～60℃，加糖化酶120U/g原料，糖化30min；
(4)将(3)步得到的糖化醪冷却至30℃，加原料重量0.05～0.10％的硫酸镁、0.10～0.15％的磷酸二氢钾、0.10～0.20％的尿素；
(5)向(4)步中接入培养的酵母菌，酵母细胞接种量为1.5×107～4.5×107cuf/mL，30℃发酵，发酵周期60-72h；
(6)在以上淀粉质原料酒精生产过程中，按照50、130、150、170、190U/g原料的添加量添加木聚糖酶，木聚糖酶的添加可以在糖化过程中、发酵接种前或发酵过程前期进行。
实施例1：培养基料水比的影响
玉米原料，木聚糖酶添加量为150U/g，pH值为自然pH，添加组木聚糖酶在接种前添加。分别调整每组培养基料水质量比为1∶2.2、1∶2.3、1∶2.4、1∶2.5、1∶2.6、1∶2.7、1∶3.0进行试验(其余未列出条件及过程可参考上述实施方式中)。每瓶接AY-15酵母培养种子10％，30℃恒温箱静置培养72h，每组料水比做三个平行试验。每发酵12h，测定一次CO2失重。发酵结束后，分别测定酒精浓度及残糖，并计算乙醇对原料的得率，实验结果见表1。从结果看，以料水比为1∶2.5时原料出酒率最高，达37.36％。
表1培养基料水比的影响(三次试验平均值)
Figure G200910070769XD00031
注：原料出酒率指95％(V)酒精对原料的出酒率(下同)。
实施例2：木聚糖酶添加量的影响
玉米原料，培养基料水比为1.∶2.5，pH值为自然pH，木聚糖酶在糖化过程中添加，每组培养基木聚糖酶添加量分别为50U/g，130U/g，150U/g，170U/g，190U/g原料及不加木聚糖酶做对照。每瓶接AY-15酵母培养种子10％，置于30℃恒温箱静置培养72h，每组添加量做三个平行试验。每发酵12h，测定一次CO2失重。发酵结束后，分别测定酒精浓度及残糖，并计算乙醇对原料的得率，实验结果见表2。与对照组比较，添加不同量木聚糖酶后，发酵醪酒度均比对照组有所提高，其中添加量为170U/g时效果最好，原料出酒率提高了1.03个百分点。
表2木聚糖酶添加量的影响(三次试验平均值)
实施例3：添加木聚糖酶对发酵周期的影响
玉米原料，木聚糖酶添加量为170U/g，pH值为自然pH，料水比为1∶2.5，添加组木聚糖酶在发酵后6h添加。每瓶接AY-15酵母培养种子10％，30℃恒温箱静置培养，分别选择培养24h、36h、48h、60h、72h五个时间段测定对照组与添加组发酵醪酒精含量。每组做三个平行试验，实验结果见图1。经比较可知，在整个发酵过程中，添加组的发酵效率明显快于对照组。当发酵时间为60h时，酒度达最大值，随后趋于平行，与对照组相比发酵周期缩短了近12h。
实施例4：不同淀粉质原料添加木聚糖酶酒精发酵的效果
不同淀粉质原料添加木聚糖酶酒精发酵的效果见表3，实验基本条件为，木聚糖酶添加量为150U/g，pH值为自然pH，料水比为1∶2.5，木聚糖酶在接种前添加，每组做三个平行试验。从试验结果看，对于各种淀粉质原料的酒精发酵，添加木聚糖酶后都能有效提高原料出酒度和缩短发酵周期，其中小麦原料的效果最好，发酵周期缩短12h，相对原料出酒率提高3.0％。
表3不同淀粉质原料添加木聚糖酶酒精发酵的效果(三次试验平均值)

Claims (3)

1、一种利用添加木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和原料出酒率的方法，其特征在于：该方法是在淀粉质原料酒精生产过程中，按照50、130、150、170、190U/g原料的添加量添加木聚糖酶，以降解原料中的半纤维素，破坏植物细胞壁的结构，使细胞内容物充分释放出来，从而降低醪液粘度和促进淀粉质原料的糖化发酵效率，进而提高酒精发酵速度和原料出酒率。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于淀粉质原料是玉米、薯干、小麦和高梁原料；
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于木聚糖酶的添加是在糖化过程中、发酵接种前或发酵过程前期进行。
CN200910070769A 2009-10-12 2009-10-12 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法 Pending CN101671698A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910070769A CN101671698A (zh) 2009-10-12 2009-10-12 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910070769A CN101671698A (zh) 2009-10-12 2009-10-12 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101671698A true CN101671698A (zh) 2010-03-17

Family

ID=42019117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910070769A Pending CN101671698A (zh) 2009-10-12 2009-10-12 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101671698A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103842515A (zh) * 2011-03-17 2014-06-04 丹尼斯科美国公司 降低糖化过程的粘度的方法
CN110499342A (zh) * 2018-05-16 2019-11-26 南京百斯杰生物工程有限公司 非淀粉类多糖酶在谷物深加工上的应用
CN112779296A (zh) * 2019-11-06 2021-05-11 南京百斯杰生物工程有限公司 促进淀粉类谷物发酵的酶制剂添加工艺
CN115747262A (zh) * 2021-09-03 2023-03-07 国投生物科技投资有限公司 利用小麦生产乙醇的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103842515A (zh) * 2011-03-17 2014-06-04 丹尼斯科美国公司 降低糖化过程的粘度的方法
CN110499342A (zh) * 2018-05-16 2019-11-26 南京百斯杰生物工程有限公司 非淀粉类多糖酶在谷物深加工上的应用
CN112779296A (zh) * 2019-11-06 2021-05-11 南京百斯杰生物工程有限公司 促进淀粉类谷物发酵的酶制剂添加工艺
CN115747262A (zh) * 2021-09-03 2023-03-07 国投生物科技投资有限公司 利用小麦生产乙醇的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hsu et al. Pretreatment and hydrolysis of cellulosic agricultural wastes with a cellulase-producing Streptomyces for bioethanol production
US20090117630A1 (en) Fermentation product processes
WO2002038786A1 (en) Ethanol process
JP2014512828A (ja) 発酵によるエタノールの収率を高めるためのセルラーゼ及びグルコアミラーゼの使用
CN106834358B (zh) 一种高效转化海藻多糖制备生物乙醇的方法
CN105755057A (zh) 一种发酵生产酒精的方法
Gao et al. Production of ethanol from potato pulp: Investigation of the role of the enzyme from Acremonium cellulolyticus in conversion of potato pulp into ethanol
DK3177729T3 (en) IMPROVED BATCH TIME IN FERMENTATION PROCESSES USING XYLANASE AND PECTINASE
CN101671698A (zh) 用木聚糖酶提高淀粉质原料酒精发酵速度和出酒率的方法
CN101353674A (zh) 一种淀粉酒精发酵的方法
CN105524850A (zh) 酵母菌株的扩培方法以及生产乙醇的方法
CN101979642A (zh) 超声波辅助纤维素酶解过程的方法
CN103509828A (zh) 一种以木薯渣为原料协同糖化发酵制备乙醇的方法
CN102851325A (zh) 一种利用酶法糖化玉米芯发酵生产乙醇的方法
CN107299118A (zh) 一种木薯无酸发酵生产酒精的方法
CN102424797A (zh) 多介质爆破木质纤维素原料制备酒精的装置及其制备酒精的方法
CN111662933B (zh) 一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法
CN105624205A (zh) 一种纤维素乙醇生产中纤维素酶的循环利用方法
CN103146763B (zh) 一种制备乙醇的方法
CN111321173B (zh) 甘露聚糖酶在发酵酒精中的应用
CN102268417A (zh) 一种提取麦芽极限糊精酶的方法
CN102080115A (zh) 分批补料式秸秆酶解发酵生产酒精新工艺
CN102421911B (zh) 以改良的液化方法发酵的乙醇产量
CN103173499A (zh) 一种利用真空酶解提高淀粉质原料出酒率的方法
CN113174383A (zh) 一种在玉米糖化醪液制备中能提高玉米纤维糖转化率的纤维素酶系及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100317