CN1563395A - 酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及一种酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，它是由下述重量百分比的成分组成的复合酶：复合纤维素酶：10－20％，果胶酶：3－7％，蛋白酶：5－15％，脱支酶：5－15％，植酸酶：5－15％，糖化酶：余量。本发明的应用在糖化阶段一次性将所述糖化营养复合酶添加至待糖化物料中。本发明是多种酶制剂复合配方，可替代现有工艺中的糖化酶，降低生产成本；本发明用酶制剂替代营养盐，降低酸度，减少杂菌，加快发酵速度；本发明在使用时，变多次添加为一次添加，简化操作工序。
Description
技术领域：
本发明涉及生物工程领域，属于食品发酵技术，特别是酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶及其应用。
背景技术：
目前在酒精及燃料乙醇的生产过程中，原料(玉米和小麦)的液化糖化普遍采用双酶法工艺，方法简单、效果好。
近年来，为了提高原料利用率和发酵速度，降低生产成本，人们尝试在液化糖化和发酵工段另外添加一些工业酶制剂和无机盐，如纤维素酶、果胶酶、脱支酶、酸性蛋白酶以及硫酸镁、硫酸锌、硫酸氨、磷酸二氢钾、磷酸二氢氨等。据目前有关资料显示，由于酶制剂价格昂贵，通过外加一两种酶的方式来达到提高原料利用率的目的是非常困难的，而且由于多道工序添加(一般要在拌料、糖化和发酵三个工序添加)，给生产带来许多不便；在发酵工段通过添加营养盐来加快发酵速度，虽然发酵速度很快，但醪液中杂菌多，酸度比不加营养盐提高了许多(大约高3个点，约合1.62个酒度，损耗约5％的原料)，反而造成原料的浪费；单一添加蛋白酶或(和)植酸酶，由于酶制剂本身含有较多对酒精发酵不利的产酸菌，在醪液正常发酵的温度条件下(32℃-38℃，PH值4.5左右)，这些产酸菌极易大量繁殖，造成发酵速度不如加营养盐，酸度却与加营养盐不相上下。也有的单位在加酶的同时添加一些抗菌药物，如青霉素、克菌灵等，但这些方法费力费钱，并不被企业看好。
发明内容：
本发明的目的之一是克服上述技术之不足，提供一种酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶；
本发明的另一目的是提供一种酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶的应用方法。
本发明的目的按下述方案实现：
一种酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于它是由下述重量百分比的成分组成的复合酶：
复合纤维素酶：10-20％
果胶酶：3-7％
蛋白酶：5-15％
脱支酶：5-15％
植酸酶：5-15％
糖化酶：余量；
上述复合纤维素酶由以下重量百分比的成分构成：
纤维素酶 60％
β-葡聚糖酶 30％
木聚糖 10％。
上述果胶酶由以下重量百分比的成分构成：
果胶酯酶 50％
果胶解聚酶 50％。
上述蛋白酶由以下重量百分比的成分构成：
内切肽酶 50％
羧肽酶 25％
氨肽酶 25％。
上述脱支酶是异淀粉酶。
上述植酸酶是植物酸盐酶。
上述糖化酶是葡萄糖淀粉酶。
上述酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶的应用方法，是在糖化阶段一次性将所述糖化营养复合酶添加至待糖化物料中。
本发明是多种酶制剂复合配方，可替代现有工艺中的糖化酶，降低生产成本；
本发明用酶制剂替代营养盐，降低酸度，减少杂菌，加快发酵速度；
本发明在使用时，变多次添加为一次添加，简化操作工序。
各种酶从原理上分析有以下几个显著特点：
1)足够的纤维素酶及半纤维素酶：水解原料中的纤维素，破坏其链状结构及其与半纤维素构成的网状细胞壁结构，释放出其中被挟裹的淀粉及蛋白质等工艺有效物质，从而提高原料利用率。半纤维素酶协同纤维素酶水解纤维素及半纤维素为微生物可利用的物质，进一步提高原料酒精得率。
2)适量的果胶酶及β-葡聚糖酶：果胶酶及β-葡聚糖酶的作用解除了果胶、β-葡聚糖等粘性物质的阻碍，增强了其它酶类与工艺有效物质的接触效果，从而提高酶反应速率，起到协同作用。同时可降低醪液粘度，减小输送动力消耗，实现浓醪发酵。
3)适量的糖化酶和脱支淀粉酶：糖化酶可直接水解直链淀粉，脱支淀粉酶可将液化酶、糖化酶不能直接作用的支链淀粉转化为可作用的直链淀粉和糊精、以及少量的葡萄糖和麦芽糖，达到强化糖化效果的目的，同时省去了另外添加糖化酶，减少了企业额外投入。
4)适量的蛋白酶系及植酸酶：蛋白酶及植酸酶的作用为酵母提供了充分的氮源和营养物质，促使酵母旺盛繁殖。酵母起酵快，长势强壮，发芽率高，大大缩短了酒精发酵时间，提高了设备的周转利用率，省去了营养盐的成本开支。
具体实施方式：
1、本发明的生产工艺流程：原料进厂——测定酶活，检测细菌是否超标——经检测合格的原料按下述重量比例进入各指定投料口：复合纤维素酶：15％、果胶酶：5％、蛋白酶：10％、脱支酶：10％、植酸酶：10％、糖化酶：50％——生产现场预先消毒灭菌，控制温湿度——用绞龙将各种原料输送至混料罐混合均匀——自动真空包装机按设定规格抽真空包装——随机抽样检测，打包入库
2、本发明的使用方法：原料风选，粉碎(d＜2.0)——耐高温α-淀粉酶+回流糟液+工艺水拌料——蒸煮液化——闪蒸冷却——磷酸或硫酸调醪液PH值为4.5-5.0，按原料的1‰(W/W)将复合酶在糖化锅的拌料罐中溶解后流加糖化(不另加糖化酶)——醪液至发酵罐发酵(不另加蛋白酶和营养盐)——酒精蒸馏
3、工艺指标：
粉碎粒度：d≤1.8mm 料水比：1∶3-2.8
拌料：40％回流糟液拌料 醪液浓度：14-18％
液化温度：90-104℃ 液化时间：60min
糖化温度：59-61℃ 糖化时间：50min
酵母出芽率：15-30％ 酵母个数：6500-9000万个/ml
发酵成熟醪酸度：AC＜6.0 酒度：7.0-11％ 还原糖：SR＜0.1
4、 本发明以
常规方法作为对照组进行对比试验，结果如下表：
| 对比项目 | 试验组 | 对照组 | 备注 |
| 醪液粘度 | 略稀 | 正常 | |
| 装罐速度 | 6小时 | 10小时 | 100立方米发酵罐 |
| 起酵速度 | 快 | 正常 | |
| 15h醪液杂菌数 | 0个或少量 | 偏多 | |
| 15h酵母数量 | 7500-9000 | 6500-7500 | 万个/ml |
| 15h酵母发芽率 | 25％ | 15％ | |
| 15h酵母芽孢数 | 9个 | 5个 | 指最大数 |
| 发酵周期 | 24小时内 | 48-55小时 | |
| 终了酸度 | 5.5-6.0 | 5.5-7.5 |
| 终了残总糖 | 0.7 | 0.7 | |
| 终了还原糖 | 0.0 | 0.0 | |
| 终了酵母数 | 3000-6500 | 1500-2500 | 万个/ml |
| 终了酵母芽孢数 | 3-4个 | 0-2个 | |
| 酒精度 | 8-11 | 7-11 | (V/V) |
| 粮酒比 | 3.075∶1 | 3.17∶1 |
5、试验结论：
1)应用本发明可大大缩短发酵周期，发酵周期仅为原发酵周期的一半左右；
2)应用本发明酵母起酵快，菌体强壮，相对杂菌优势明显，发酵能力强，醪液酸度低；
3)应用本发明可降低醪液粘度，提高原料利用率，为实现浓醪发酵、节能降耗提供了切实可行的技术手段。
Claims (8)
1.一种酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于它是由下述重量百分比的成分组成的复合酶：
复合纤维素酶：10-20％
果胶酶：3-7％
蛋白酶：5-15％
脱支酶：5-15％
植酸酶：5-15％
糖化酶：余量。
2.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述复合纤维素酶由以下重量百分比的成分构成：
纤维素酶 60％
β-葡聚糖酶 30％
木聚糖 10％
3.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述果胶酶由以下重量百分比的成分构成：
果胶酯酶 50％
果胶解聚酶 50％。
4.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述蛋白酶由以下重量百分比的成分构成：
内切肽酶 50％
羧肽酶 25％
氨肽酶 25％。
5.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述脱支酶是异淀粉酶。
6.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述植酸酶是植物酸盐酶。
7.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶，其特征在于上述糖化酶是葡萄糖淀粉酶。
8.如权利要求1所述的酒精及燃料乙醇专用糖化营养复合酶的应用方法，其特征在于在糖化阶段一次性将所述糖化营养复合酶添加至待糖化物料中。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102775022A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-14 | 广西轻工业科学技术研究院 | 木薯酒精混合废液处理、回用方法 |
| CN104357426A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-18 | 华南理工大学 | 一种用于甘蔗糖蜜发酵的复合酶及其制备方法和应用 |
| CN108699579A (zh) * | 2015-12-31 | 2018-10-23 | Cj第制糖株式会社 | 使用具有耐热性及耐酸性的酸热菌菌种衍生的脱支酶从淀粉糖制备葡萄糖的方法以及由此制备的葡萄糖 |
-
2004
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