CN108642094A - 一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物发酵技术领域，公开了一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法。将糖蜜稀释至55～65Bx，加热灭菌，澄清后将一部分物料添加硫酸铵，降温后稀释至10～12Bx流入种子罐，接种活性干酵母培养，控制酵母细胞浓度3.0亿/ml以上，锤度4～6Bx，然后连续流入主发酵罐；另一部分物料稀释至46～48Bx，作为发酵培养液，连续流入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相应锤度18～22Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，蒸馏得到酒精。本发明采用酵母生长优势抑制细菌生长，并采用种子罐低浓度糖蜜培养高密度酵母，实现快速高效发酵酒精，提高含酒份，减少废液排放。
Description
技术领域
本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法。
背景技术
糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂制糖副产物，组成成分除了有蔗糖、还原糖、氨基酸、维生素和微量元素等可发酵性糖和营养成份外，还含有无机盐灰分、胶体和焦糖等酵母不可利用的物质，近年来，制糖企业倾向于采用强碱、高硫、高灰等工艺，副产物糖蜜中的灰分、胶体等非糖杂质含量不断升高，糖蜜发酵酒精难度加大。糖蜜酒精发酵相对粗放，糖蜜原料和水不可避免携带细菌，糖蜜酒精生产主要通过添加硫酸酸化糖蜜，抑制细菌生长繁殖，近年来由于糖蜜纯度不断下降，硫酸用量有不断升高的趋势，硫酸抑制杂菌的同时，也会不同程度的抑制酵母的繁殖和发酵，影响原料出酒率。大量使用浓硫酸，不仅对环境造成很大的危害，而且容易造成设备腐蚀和积垢，还会增加酒精废液处理难度，酒精环保资金投入增加。
由于酒精发酵中大量添加硫酸的不利影响，酒精发酵开始出现无酸发酵工艺，该工艺主要从杀灭细菌入手，采用杀菌剂和酶制剂等杀菌，但糖蜜中越来越多的胶体和灰分等物质，会抑制酵母的繁殖和发酵，酒精发酵中的酵母和细菌以生长优势互为竞争，当酵母受到抑制时无法形成生长优势时，细菌将产生耐药性，克服杀菌剂和酶制剂的抑制，形成对酵母生长优势，造成细菌感染，严重影响无酸发酵效果。要想从根本上抑制细菌，必须在酒精发酵中让酵母形成生长优势，从生存竞争上抑制细菌。高密度培养酵母发酵由于发酵酵母密度高，发酵速度快，对竞争性生长的细菌形成生长优势，可以效避免细菌感染，高密度培养酵母是形成酵母生长优势的最直接的方法。
高密度酵母发酵由于单位体积酵母细胞数多，发酵效率高，目前已成为国内外发酵工业的重要研究方向。高密度酵母发酵酒精的研究大多停留在实验室阶段，主要研究集中在对玉米、木薯等淀粉原料发酵酒精，对糖蜜酒精高细胞密度研究报道很少。糖蜜是培养酵母和发酵酒精的良好原料，国内大部分糖蜜用于生产酒精。目前糖蜜酒精发酵一般采用双浓度双流加，低浓度流加糖蜜锤度18～20Bx，高浓度糖蜜流加锤度35～40Bx。流加锤度越低越有利于酵母细胞培养，但流加锤度低相应的发酵酒份低。目前糖蜜酒精发酵酵母细胞数不高，一般在1～1.5亿之间，发酵酒份也不高，普遍在9～11％(v/v)，远低于淀粉酒精12％以上的含酒份。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，包括如下步骤：
(1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至55～65Bx，并加热至95～100℃灭菌，然后流入澄清罐，通无菌压缩空气搅拌，静置沉降，排除罐底沉降物；
(2)将一部分步骤(1)的物料添加硫酸铵，降温后稀释为10～12Bx的“稀糖液”流入种子罐，种子罐接种活性干酵母，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，通过控制“稀糖液”的流加速率，使种子罐内酵母细胞浓度控制在3.0亿/ml以上，锤度控制在4～6Bx，然后连续流入主发酵罐；
(3)另一部分步骤(1)的物料降温后稀释至46～48Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相对应锤度18～22Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，蒸馏得到酒精。
优选地，步骤(1)中所述静置沉降时间为1h。
优选地，步骤(2)所述添加硫酸铵的质量浓度为0.6％～0.8％。
优选地，步骤(2)和步骤(3)中所述的降温是指降温至30℃。
优选地，步骤(2)所述活性干酵母的接种量为0.3～0.5wt.％。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明采用酵母生长优势抑制细菌生长：接种高密度高活性干酵母，连续通入无菌压缩空气保证酵母充分繁殖至较高密度，以高酵母数量的生长优势(3.0亿/ml以上)抑制细菌繁殖，并实现快速高效发酵酒精，提高含酒份，减少废液排放。
(2)种子罐低浓度糖蜜培养高密度酵母：目前糖蜜酒精发酵一般采用双浓度流加，低浓度流加糖蜜锤度18～20Bx，高浓度糖蜜流加锤度35～40Bx。流加锤度越低越有利于酵母细胞培养，但流加锤度低相应的发酵酒份低。本发明创新性的将低浓度糖蜜流加锤度控制在10～12Bx，高浓度糖蜜流加锤度46～48Bx，既能培养高密度酵母(3.0亿/ml以上)，又能发酵高浓度酒精度。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其工艺流程图如图1所示，具体步骤如下：
(1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至60Bx，加热器用蒸汽加热至97℃，流入澄清罐中，通无菌压缩空气搅拌1小时，静置沉降1小时，排除罐底沉降物。
(2)将步骤(1)的部分物料，添加硫酸铵0.7wt.％，冷却器降温至30℃后通过连续稀释器稀释至11Bx(以下简称“稀糖液”)流入种子罐，料液液位到种子罐容积的50％时停止流加，种子罐接种0.4wt.％高活性干酵母(糖蜜发酵专用)，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，当种子罐内料液锤度对应降低到5Bx时，连续流加稀糖液进入种子罐，流加速率控制种子罐内酵母细胞数3.0亿/ml以上，罐内锤度对应5Bx为宜，然后连续流入主发酵罐。
(3)另一部分步骤(1)的物料通过冷却器降温至30℃后稀释至47Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相对应锤度21Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，最后通过蒸馏塔蒸馏得到酒精。本实施例所得成熟醪液含酒份12.03％(v/v)，高于传统酵母密度发酵含酒份11％以内。
实施例2
本实施例的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，具体步骤如下：
(1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至65Bx，加热器用蒸汽加热至100℃，流入澄清罐中，通无菌压缩空气搅拌1小时，静置沉降1小时，排除罐底沉降物。
(2)将步骤(1)的部分物料，添加硫酸铵0.8wt.％，冷却器降温至30℃后通过连续稀释器稀释至12Bx(以下简称“稀糖液”)流入种子罐，料液液位到种子罐容积的50％时停止流加，种子罐接种0.5wt.％高活性干酵母(糖蜜发酵专用)，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，当种子罐内料液锤度对应降低到6Bx时，连续流加稀糖液进入种子罐，流加速率控制种子罐内酵母细胞数3.0亿/ml以上，罐内锤度对应6Bx为宜，然后连续流入主发酵罐。
(3)另一部分步骤(1)的物料通过冷却器降温至30℃后稀释至48Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相对应锤度22Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，最后通过蒸馏塔蒸馏得到酒精。本实施例所得成熟醪液含酒份12.27％(v/v)，高于传统酵母密度发酵含酒份11％以内。
实施例3
本实施例的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，具体步骤如下：
(1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至55Bx，加热器用蒸汽加热至95℃，流入澄清罐中，通无菌压缩空气搅拌1小时，静置沉降1小时，排除罐底沉降物。
(2)将步骤(1)的部分物料，添加硫酸铵0.6wt.％，冷却器降温至30℃后通过连续稀释器稀释至10Bx(以下简称“稀糖液”)流入种子罐，料液液位到种子罐容积的50％时停止流加，种子罐接种0.3wt.％高活性干酵母(糖蜜发酵专用)，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，当种子罐内料液锤度对应降低到4Bx时，连续流加稀糖液进入种子罐，流加速率控制种子罐内酵母细胞数3.0亿/ml以上，罐内锤度对应4Bx为宜，然后连续流入主发酵罐。
(3)另一部分步骤(1)的物料通过冷却器降温至30℃后稀释至46Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相对应锤度20Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，最后通过蒸馏塔蒸馏得到酒精。本实施例所得成熟醪液含酒份11.85％(v/v)，高于传统酵母密度发酵含酒份11％以内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至55～65Bx，并加热至95～100℃灭菌，然后流入澄清罐，通无菌压缩空气搅拌，静置沉降，排除罐底沉降物；
(2)将一部分步骤(1)的物料添加硫酸铵，降温后稀释为10～12Bx的“稀糖液”流入种子罐，种子罐接种活性干酵母，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，通过控制“稀糖液”的流加速率，使种子罐内酵母细胞浓度控制在3.0亿/ml以上，锤度控制在4～6Bx，然后连续流入主发酵罐；
(3)另一部分步骤(1)的物料降温后稀释至46～48Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，控制主发酵罐内酵母数2.0亿/ml以上，相对应锤度18～22Bx，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，蒸馏得到酒精。
2.根据权利要求1所述的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其特征在于：步骤(1)中所述静置沉降时间为1h。
3.根据权利要求1所述的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其特征在于：步骤(2)所述添加硫酸铵的质量浓度为0.6％～0.8％。
4.根据权利要求1所述的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其特征在于：步骤(2)和步骤(3)中所述的降温是指降温至30℃。
5.根据权利要求1所述的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的方法，其特征在于：步骤(2)所述活性干酵母的接种量为0.3～0.5wt.％。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108642094B (zh) | 2024-03-12 |
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