CN102978242A

CN102978242A - 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法

Info

Publication number: CN102978242A
Application number: CN2012103044394A
Authority: CN
Inventors: 周雪琴
Original assignee: TAICANG ZHOUSHI CHEMICAL PRODUCT CO Ltd
Current assignee: TAICANG ZHOUSHI CHEMICAL PRODUCT CO Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2013-03-20

Abstract

本发明提供了一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，本发明以酵母菌为出发菌株，以马铃薯为发酵原料，经液化、糖化等处理后发酵生产酒精，以出酒率为指标，研究发酵工艺中的最佳参数。

Description

一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法。

背景技术

乙醇是一种高效、环保、可再生的燃料及汽油添加剂，大力发展燃料乙醇，不仅可以有效解决能源日益匮乏的难题，更加可以有效减少环境污染。我国传统的乙醇生产，一般以粮食为原料，不但成本高而且产量也收粮食资源的限制，产量有限，难以满足需求。

马铃薯，又名土豆，山药蛋、洋芋等，块茎中含有丰富的淀粉，占其质量的8％～29％，其中马铃薯淀粉中，支链淀粉占80％左右，具有很好的储藏性。马铃薯淀粉与其他淀粉在物理性能上有许多不同，主要表现为淀粉颗粒大，支链淀粉含量高，糊化温度低，糊透明，膨胀力大，黏度高，临界浓度低，不易老化等特点。因此，作为酒精发酵的原料，优于其他淀粉质原料。

但是，目前酒精生产还存在很大的问题，除了生产过程能耗大，原料受到土地和水资源的限制，以及酒糟处理的问题外，利用马铃薯为原料生产酒精成本过高，酒精发酵的强度不大。如果将发酵强度提高几倍、几十倍，那么发酵车间的投资就将大为减少，最终对成本降低有利。因此，酒精发酵强度的提高问题也是当今世界研究的热点课题。本发明以鲜马铃薯为原料，研究影响发酵强度的发酵工艺参数，为提高马铃薯淀粉利用率，提高出酒率提供技术支持。

发明内容

本发明提供了一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法。

1. 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，其特征在于发酵时，在250 mL三角瓶中装入50 mL发酵培养基，接入一定量的复水后的酵母，在一定的温度下，发酵一定的时间。

2. 步骤1所述的发酵培养基（g/L）：加入一定糖度的液化和糖化后的醪液，3 g无水硫酸镁，1.5 g磷酸二氢钾，pH为4.3，121℃，灭菌15 min。

3. 步骤1所述的酵母复水过程：每1 g干酵母添加10倍量的无菌水，在30-34℃的水浴中复水活化；将酵母加入温水中，防止结块，静置5～10 min，搅拌30 min。

4. 步骤2所述的马铃薯液化过程：为了使淀粉从细胞中游离出来，马铃薯浆在进行糖化之前一定要经过水一热处理，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化。采用低温蒸煮工艺进行液化，按照15 u/g量，加入2×10⁴单位/mL耐高温α-淀粉酶于浑浊的马铃薯浆中，在95 的水浴锅中液化60 min。

5. 步骤2所述的糖化过程：为了进一步将淀粉酶解成可发酵糖，待液化马铃薯浆温度降至60℃，调整pH值至4.5，依照150 u/g的量，加入5×10⁴ 单位/g的糖化酶，在60℃条件下糖化48 h。

6. 步骤1所述的最佳发酵温度为32℃。

7. 步骤1所述的最佳发酵时间为60 h。

8. 步骤1所述的最佳醪液糖度为16^。Bx。

9. 步骤1所述的酵母最佳添加量为1.2％。

有益效果在于：本发明以酵母菌为出发菌株，以马铃薯为发酵原料，经液化、糖化等处理后发酵生产酒精，以出酒率为指标，研究发酵工艺中的最佳参数。

附图说明

图1温度对出酒率的影响。

图2发酵时间对出酒率的影响。

图3醪液糖度对出酒率的影响。

图4酵母添加量对出酒率的影响。

具体实施方式

下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。

本发明所用的菌株为巴斯德毕赤酵母，购买于ACCC，编号为：ACCC20065。

实施例1

本实施案例说明不同温度对出酒率的影响，调节糖化醪液pH值为4.3，初始糖度为10^。Bx，酵母添加量为1.0％，分别在28，30，32，34及36℃条件下，发酵72 h，研究温度对发酵醪酒精度的影响。结果如图1所示。

温度是影响酵母生长和酒精代谢酶系统的重要因素，温度低则酵母生长受到抑制，酶系统的产量和活性较低；高温抑制了酵母的生长，钝化了酵母的发酵酶系，酵母活力受到明显影响。由图1可看出，出酒率随温度的增加，呈现出先增加后减少的趋势，最佳的出酒率温度是32℃。

实施例2

本实施案例说明不同发酵时间对出酒率的影响，调节糖化醪pH值为4.3，初始糖度为10^。Bx，酵母添加量为1.0％，在32℃温度下分别发酵48，60，72，84，96 h，研究发酵时间对出酒率的影响。发酵时间对出酒率的影响见图2。

由图2可看出，最佳发酵时间为60 h。发酵时间太短，可发酵性糖的利用不完全，残糖量较高，原料利用率低；而发酵时间过长，则会引起产物分解，酒精挥发，不利于分离，而且易产生酸败，产生的更多副产物会抑制发酵的进行。

实施例3

本实施案例说明不同醪液糖度对出酒率的影响，调节糖化醪pH值为4.3，添加酵母1.0％，分别调节糖度为10，12，14，16及18^。Bx，在32℃ 条件下发酵60 h，研究糖化醪液糖度对出酒率的影响。结果如图3所示。

由图3可看出，醪液糖度为16^。Bx时，酒精的得率较高。理论上，糖度可以更高达到20^。Bx甚至以上，属浓醪发酵，但浓醪发酵对体系中酵母菌及醪液营养状况要求很严格。较高的醪液浓度可以发生明显的葡萄糖的阻遏作用和底物抑制作用，从而抑制了酵母的生长，降低了出酒率；而低糖度的醪液，即细胞外糖度高于细胞内糖度时，将增加酵母细胞糖跨膜输送的能量，减弱酵母酒精代谢口。

实施例4

本实施案例说明不同酵母添加量对出酒率的影响，调节糖化醪液pH值为4.3，糖化醪液初始糖度为16^。Bx，添加酵母量为0．6％，0．8％，1.0％，1.2％，1.4％，在32℃条件下发酵60 h，研究酵母添加量对出酒率的影响。结果如图4所示。

由图4可看出，酵母最佳添加量为1.2％。接种量太小，菌数增长缓慢，培养时间长，使发酵周期延长，同时会降低酵母菌种的活力，不利于酒精高产；接种量过大，会因菌数剧增过快和随接种而移入过多的代谢废物，导致菌种容易衰老，不利于酒精高产；接种量适宜，既能保证合理缩短发酵周期，又能得到较高的发酵产酒精水平。

Claims

1.一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，其特征在于发酵时，在250 mL三角瓶中装入50 mL发酵培养基，接入一定量的复水后的酵母，在一定的温度下，发酵一定的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基：每升培养基加入一定糖度的液化和糖化后的醪液，3 g无水硫酸镁，1.5 g磷酸二氢钾，pH为4.3，121℃，灭菌15 min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酵母复水过程：每1 g干酵母添加10倍量的无菌水，在30-34℃的水浴中复水活化；将酵母加入温水中，防止结块，静置5～10 min，搅拌30 min。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，马铃薯液化过程：采用低温蒸煮工艺进行液化，按照15 u/g量，加入2×10⁴单位/mL耐高温α-淀粉酶于浑浊的马铃薯浆中，在95 的水浴锅中液化60 min。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，糖化过程：为了进一步将淀粉酶解成可发酵糖，待液化马铃薯浆温度降至60℃，调整pH值至4.5，依照150 u/g的量，加入5×10⁴ 单位/g的糖化酶，在60℃条件下糖化48 h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵温度为32℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵时间为60 h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于醪液糖度为

。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酵母添加量为1.2％。