CN102242157A - 小麦淀粉酒精生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小麦淀粉酒精生产方法，它包括液化处理、糖化、发酵和蒸馏四个步骤，该生产方法通过在发酵步骤添加微量的尿素，使前期酵母能够正常生长繁殖，保证醪液中的酒母数，从而提高了发酵速度；采用流加糖化酶的控制方法，减少了高浓度葡萄糖的抑制，提高了糖化率，避免了糖化速率对发酵过程的制约；通过在发酵步骤添加小麦酒精复合酶，水解小麦原料中蛋白、糖化酶难以分解的多糖等，从而降低了发酵成熟醪的残总糖，较好地解决了小麦淀粉酒精生产中残总糖偏高和发酵成熟醪酒度偏低的问题，由此实现了小麦淀粉酒精的工业化生产，同时大大提高了小麦的综合利用价值，具有发酵时间短，生产效率高，发酵彻底，节约粮食等优点。

Description

小麦淀粉酒精生产方法
 
技术领域
本发明属于酒精生产技术领域，特别是一种小麦淀粉酒精生产方法。
背景技术
随着我国农业经济的发展和种植结构的变化，以小麦为原料生产酒精更加
经济。在公知的小麦酒精生产技术中，高浓度发酵一直是酒精行业的努力方向，对于提高企业的综合效益、节能降耗、减少污染都有重大的意义。但是，由于小麦中蛋白含量较高，水解后的粘度较大，严重地制约着发酵醪液浓度的提高，而且小麦中的蛋白浪费较大，经济效益低。另一方面，在小麦谷朊蛋白生产行业，提取过谷朊粉的小麦淀粉A浆的主要成分为小麦淀粉，往往需要进行浓缩后才能加以利用，所含的水需处理后作为废水排放，不仅造成水资源的浪费，而且小麦淀粉的利用价值也比较低。但是，若将小麦淀粉A浆作为酒精生产原料，其液化后的粘度非常低，比小麦原料生产中现用的醪液粘度低了许多，易于管道输送，对于实施高浓度发酵来说非常有利。然而，小麦淀粉A浆发酵生产酒精也有它不足的地方，首先A浆是小麦经提取蛋白后得到的产物，其营养成份尤其是氮源不足，酵母生长繁殖受到抑制；其次是小麦淀粉颗粒相对玉米淀粉颗粒较大，糖化酶分解的速率相对较慢，制约整个发酵速率，造成发酵时间偏长；再次是小麦中含有一部分的多聚糖难以分解，残总糖较高，发酵不彻底，浪费粮食，不利于生产应用。因此，目前为止利用小麦淀粉A浆生产酒精的技术尚未得到较好的解决，造成谷朊蛋白生产行业副产小麦淀粉的较大浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现用小麦淀粉生产酒精，而且发酵时间短，生产效率高，发酵彻底，节约粮食的小麦淀粉酒精生产方法。
实现本发明的目的所采取的技术方案是：该生产方法按以下步骤进行：
1）液化处理：将小麦淀粉A浆注入经高压蒸汽消毒的喷射液化罐内，按25～35单位/克小麦淀粉A浆加入液化酶，在100℃温度下进行喷射液化，喷射液化时间为1～2h,制成液化浆料备用；
 2）糖化：将制备的液化浆料送入糖化罐内，按600～700单位/克液化浆料流加糖化酶搅拌均匀，在60℃温度下进行糖化，糖化时间为8～12h，制成糖化醪备用；
3）发酵：将制备的糖化醪送入发酵罐内，按糖化醪的质量加入8～12%酒母、0.03～0.04%的小麦酒精专用复合酶和0.1～0.3%的尿素，搅拌均匀，在33～35℃温度下进行发酵，发酵时间为85～88h，当每小时的平均CO2失重小于0.2克时结束发酵，即制成发酵成熟醪，然后按常规方法将发酵成熟醪进行离心分离和蒸馏，即制得酒精；
所述小麦淀粉A浆是提取小麦谷朊蛋白后的小麦淀粉浆料，其成分按质量百分比含小麦淀粉30%，含水70%。
根据发明人的研究，小麦淀粉A浆是小麦经提取蛋白得到的产物，其营养成
份尤其是氮源不足，酒母生长繁殖受到抑制；其次小麦淀粉颗粒粒度一般在0.22mm左右，相对玉米淀粉颗粒较大，糖化酶分解其速率相对较慢，制约整个发酵速率，造成发酵时间长；另外，小麦中含有一部分的多聚糖难以分解造成残总糖偏高。若降低糖化醪的醪液浓度，虽然能缩短发酵时间，但是与此同时终了酒度则降低，将影响蒸馏的生产和效率，且导致残总糖偏高；若延长发酵时间，虽能降低一部分总糖，但时间延长也就意味着发酵罐的利用率降低。由此可见，为提高酒度，应当提高糖化醪浓度，而降低糖化醪浓度则有利于缩短发酵时间、降低总糖，这是一个两难冲突。因此，在本发明的生产方法中，通过添加小麦酒精复合酶，水解小麦原料中蛋白、糖化酶难以分解的多糖等，从而降低发酵成熟醪的残总糖。糖化酶采用流加控制的方法，减少高浓度葡萄糖抑制，提高糖化率，降低糖化速率对发酵过程的制约。在发酵步骤添加尿素，使前期酵母能够正常生长繁殖，保证醪液中的酵母数，从而达到提高发酵速度的目的。
本发明的小麦淀粉酒精生产方法，其有益效果是通过在发酵步骤添加微量
的尿素，使前期酵母能够正常生长繁殖，保证醪液中的酒母数，从而提高了发酵速度；采用流加糖化酶的控制方法，减少了高浓度葡萄糖的抑制，提高了糖化率，避免了糖化速率对发酵过程的制约；通过在发酵步骤添加小麦酒精复合酶，水解小麦原料中蛋白、糖化酶难以分解的多糖等，从而降低了发酵成熟醪的残总糖，较好地解决了小麦淀粉酒精生产中残总糖偏高和发酵成熟醪酒度偏低的问题，使残糖达到0.93克/100毫升以下，总糖达到1.95克/100毫升以下，发酵成熟醪中酒精的体积分数达到13.99%以上，由此实现了小麦淀粉酒精的工业化生产，同时大大提高了小麦的综合利用价值。该方法还具有发酵时间短，生产效率高，发酵彻底，节约粮食等优点。
具体实施方式
下面接合实施例对本发明小麦淀粉酒精生产方法作进一步说明。
实施例一
本发明小麦淀粉酒精是按以下方法生产：先将小麦淀粉A浆注入经高压蒸
汽消毒的喷射液化罐内，按25单位/克小麦淀粉A浆加入液化酶，在100℃温度下进行喷射液化，液化时间为2h，制成液化浆料；再将制备好的液化浆料送入糖化罐内，按600单位/克液化浆料加入糖化酶搅拌均匀。为了提高糖化率，糖化酶采用边搅拌边撒入的方法进行流加，可减少高浓度葡萄糖抑制，降低糖化速率对发酵过程的制约。而后加热在60℃温度下进行糖化，糖化时间为12h，制成糖化醪。然后将制备的糖化醪送入发酵罐内，按糖化醪的质量加入8%的酒母、0.03%的小麦酒精专用复合酶和0.1%的尿素。通过添加小麦酒精复合酶，水解小麦淀粉A浆中蛋白、糖化酶难以分解的多糖等，从而降低发酵成熟醪的残总糖。添加尿素，能使前期酵母能够正常生长繁殖，保证醪液中的酒母数，从而提高发酵速度。搅拌均匀后，在33～35℃温度下进行发酵，发酵时间为88h，当每小时的平均CO2失重小于0.2克时视为发酵结束，即制成发酵成熟醪，然后按常规方法将发酵成熟醪进行离心分离和蒸馏，即制得酒精。
该方法较好地解决了小麦淀粉酒精生产中残总糖偏高和发酵成熟醪酒度偏低的问题，使残糖达到0.93克/100毫升以下，总糖达到1.95克/100毫升以下，发酵成熟醪中酒精的体积分数达到13.99%以上，并由此实现了小麦淀粉酒精的工业化生产。
其中小麦淀粉A浆为提取小麦谷朊蛋白后的小麦淀粉浆料，其中按质量百分比含小麦淀粉30%，含水70%；其中的小麦淀粉通过酶解糖化和发酵，能完全转化为酒精，而所含的水正好与小麦淀粉液化需加水量相当，由此使提取小麦谷朊蛋白后的副产品直接用于小麦淀粉酒精的生产，从而获得良好的经济效益，同时也相应减少了谷朊蛋白生产过程中的废水排放。当然，本发明的方法也可采用小麦淀粉为原料，只要将原料按小麦淀粉︰水＝30︰70的质量配比加水混合均匀就行了。上述方法中所使用的液化酶、糖化酶、小麦酒精专用复合酶和酒母均可在市场上直接购买，其中液化酶荐用由向诺维信（中国）生物科技有限公司生产的利可来耐高温SC型液化酶；糖化酶荐用诺维信苏州宏达合资公司出产的苏宏糖化酶475制剂；小麦酒精专用复合酶荐用白银赛诺生物科技有限公司出产的Snbase 501复合酶。
实施例二
该小麦淀粉酒精的生产方法与实施例一基本相同，其区别仅在于：进行液化时，液化酶的加入量为30单位/克小麦淀粉A浆，液化时间为1.5h；糖化过程中糖化酶的加入量为650单位/克液化浆料，糖化时间为10h；进行发酵时，按糖化醪的质量加入10%的酒母、0.035%的小麦酒精专用复合酶和0.2%的尿素，发酵时间为86h。
实施例三
该小麦淀粉酒精的生产方法与实施例一基本相同，其区别仅在于：进行液化时，液化酶的加入量为35单位/克小麦淀粉A浆，液化时间为1h；糖化过程中糖化酶的加入量为700单位/克液化浆料，糖化时间为8h；进行发酵时，按糖化醪的质量加入12%的酒母、0.04%的小麦酒精专用复合酶和0.3%的尿素，发酵时间为85h。

Claims (1)

1.一种小麦淀粉酒精生产方法，其特征在于：该生产方法按以下步骤进行：
1）液化处理：将小麦淀粉A浆注入经高压蒸汽消毒的喷射液化罐内，按25～35单位/克小麦淀粉A浆加入液化酶，在100℃温度下进行喷射液化，喷射液化时间为1～2h,制成液化浆料备用；
 2）糖化：将制备的液化浆料送入糖化罐内，按600～700单位/克液化浆料流加糖化酶搅拌均匀，在60℃温度下进行糖化，糖化时间为8～12h，制成糖化醪备用；
3）发酵：将制备的糖化醪送入发酵罐内，按糖化醪的质量加入8～12%酒母、0.03～0.04%的小麦酒精专用复合酶和0.1～0.3%的尿素，搅拌均匀，在33～35℃温度下进行发酵，发酵时间为85～88h，当每小时的平均CO2失重小于0.2克时结束发酵，即制成发酵成熟醪，然后按常规方法将发酵成熟醪进行离心分离和蒸馏，即制得酒精；所述小麦淀粉A浆是提取小麦谷朊蛋白后的小麦淀粉浆料，其成分按质量百分比含小麦淀粉30%，含水70%。
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