分批发酵对白酒出酒率的影响

广西职业技术学院毕业论文（设计）第1页学号09142012毕业论文（设计）□毕业论文□毕业设计□毕业实习报告（请在相应的文章类型中打“√”）系（部）食品与生物技术系____专业名称生物技术及应用______年级09级______学生姓名韦继嵩_________指导教师何飞燕__2012年6月4日分批发酵对白酒出酒率的影响广西职业技术学院毕业论文（设计）第2页分批发酵对白酒出酒率的影响摘要：为提高采用分批发酵生产白酒的出酒率，进一步探索分批发酵中发酵前后期不同营养物的量对白酒出酒率的影响。最终得出以根霉糖化的米饭水解液为原料，在发酵容器为1L的三角瓶中，发酵前期营养物添加量在150-750ml范围内依次增加，而发酵后期营养物添加量在150-750ml范围内依次减少时，白酒出酒率依次升高。关键词：分批发酵，白酒，出酒率1、前言出酒率的计算即按标准原粮出酒率计算，由于酿酒原料的品种、质量和淀粉含量的不同，对出酒率的稳定性和可比性都有很大的影响。因此，原粮出酒率不能作为考核依据，而应考核标准原粮出酒率。白酒的酒度不同，为了统一考核白酒的产量，凡低于或高于65°的白酒，一概折算为65度白酒的产量，称为标准白酒产量。那么白酒出酒率即为标准白酒产量与标准原粮耗用量之比称之。影响白酒出酒率的因素众多，开放式的生产过程，从酿酒的原辅料：酿酒粮食、曲、谷壳、酿酒用水，到酿酒工艺过程控制：泡粮、蒸粮、撒曲、培菌糖化、馏酒环节等以及天气温度与湿度，都与出酒率有着一定的关联.。例如原料的影响，原料是酿造白酒的基础。原料种类不同，出酒率的高低及产品的风味也各不同；同一原料，由于某品种不同，组织结构及化学组成有差异，也会影响产品质量与出酒率；霉变病害原料，既降低出酒率，也影响产品质量。分批发酵即为将一定量的底物一次性加入密闭培养系统的单罐内，在适宜条件下接种使发酵开始，经过一定时间后将全部发酵液取出，分离提取产物。补料分批发酵即为将一定量的底物分多次加入密闭培养系统的单罐内，在适宜条件下接种使发酵开始，经过一定时间后将全部发酵液取出，分离提取产物。在发酵生产中，微生物经历着生到死的一系列变化阶段，在各个变化的进程中都受到菌体本身特性的制约，也受到底物的影响[1]。广西职业技术学院毕业论文（设计）第3页补料分批培养兼有分批培养和连续培养的优点，并在某种程度上克服了它们所存在的缺点。和分批培养方式相比，此方法可以解除培养过程中的底物抑制。产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应；对于好氧过程可以避免在分批培养过程中因一次性投料过多造成的细胞大量生长，耗氧过多以致通风搅拌设备不能匹配的现状；在某种程度上可以减少微生物细胞的生成量、提高目的产物的转化率；微生物细胞可以被控制在一系列连续的过渡态阶段，可用来控制细胞的质量；并可重复某个时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。和连续培养方式比较，此方法不需要严格的无菌条件；不会产生微生物菌种的老化和变异；最终产物浓度较高，有利于产物的分离，适用范围广[2-3]。我国大部分农村、乡镇的小酒坊，大都采用分批发酵法生产白酒。在操作上，分批发酵具有微生物所处的环境是不断变化的；可进行少量多品种的发酵生产；发生杂菌污染时能够很容易终止操作；当运转条件发生变化或需要生产新产品时，灵活机动；对原料组成要求较粗放等特点。但是分批发酵中，非生产时间较长、设备利用率低；低产率，不适合测定动力学数据。分批发酵产率低可能在于发酵初期营养物过多可能抑制微生物的生长，而发酵的中后期可能又因为营养物减少而降低培养效率，从细胞的增殖来说，初期细胞浓度低，增长慢，后期细胞浓度虽高，但营养物浓度过低也长不快，总的生产能力不是很高。为此，为提高采用分批发酵生产白酒的出酒率，进一步探索分批发酵中发酵前后期不同营养物的量对白酒出酒率的影响，以求出分批发酵前期应添加营养物的量。为了提高采用分批发酵生产白酒的出酒率，本实验探索发酵前后期最佳投料量，以得出最高白酒出酒率。2、材料与方法2.1实验材料菌种：酿酒高活性耐高温型酵母（广西崇左安琪酵母股份有限公司生产）；种子培养基：2%蔗糖水，蛋白胨1%，酵母膏1%，PH自然，121℃灭菌25min；原料：经根霉糖化的米饭水解液，PH自然，未经灭菌。2.2实验方法广西职业技术学院毕业论文（设计）第4页2.2.1工艺流程：第一批大米（1200g）→冷水浸泡8h→捞起沥干→蒸米→凉至28℃→接种根霉→28℃恒温糖化48h→按料水比为1.25:1加纯净水稀释→接种活性酿酒酵母→进入前期发酵（密封恒温28℃发酵10h）→第二次补料→进入后期发酵（密封恒温28℃发酵7d）→蒸馏→酒精度的测定.第二批大米（1200g）→冷水浸泡8h→捞起沥干→蒸米→凉至28℃→接种根霉→28℃恒温糖化48h→按料水比为1.25:1加纯净水稀释2.2.2操作要点2.2.2.1根霉培养：将实验室保藏的根霉为母种，转接至PDA斜面培养基，放置在设置温度为30℃的恒温培养箱中，培养3天。2.2.2.2泡米及蒸米：将2400g的大米分为等量的两份，先放水泡第一批大米，泡米8h，经过10h后泡第二批大米。8h结束后开始蒸第一批米，再经10h后蒸第二批米。2.2.2.3米饭的糖化：将培养好的根霉接至蒸熟的米饭，米饭温度为28℃。接种根霉时，调好米饭培养基的水分，料水比为4:1。将接种根霉的米饭放置温度为28℃恒温培养箱中糖化48h。2.2.2.4酒母的培养：2%蔗糖水，蛋白胨1%，酵母膏1%，PH自然，121℃灭菌25min；待液体培养基凉至室温后，接入酿酒高活性耐高温型酵母，接种量为0.05g/L的比例称取活性干酵母。将接种酵母的培养基放入温度为30℃的恒温培养箱中培养10h。2.2.2.5糖化醪液的稀释：经根霉糖化成熟的醅，根据室温、品温及水温，加入为原料水量120%-125%的水，使品温为34-37℃。1200g原料加水稀释后的醪液，品温为35℃，表观糖度为13。2.2.2.6成熟醪液的接种、分装及前期发酵：稀释后的糖化醪液，接入培养好的酵母，然后依次量取接种酵母醪液150ml、300ml、450ml、600ml、750ml、900ml分装至事先编号为1、2、3、4、5、6容量为1L的三角瓶中，密封发酵。前期发酵，控制发酵时间为10h。2.2.2.7补料分批发酵：前期发酵结束后，第二次补料，加入第二批经根霉糖化成熟的并经加水稀释的醅。依次量取未接种酵母醪液750ml、600ml、450ml、300ml、150ml、0ml分装至编号为1、2、3、4、5、6容量为1L的三角瓶中，密封发酵7天。2.3测定方法2.3.1糖度的测定：直接测定法[4]2.3.2酒精度的测定：发酵醪液中的酒精质量浓度的测定采用蒸馏测定法，即取100m发酵成熟醪液加到蒸馏瓶中，加纯净水100ml混合均匀进行蒸馏，取馏出液100ml，用广西职业技术学院毕业论文（设计）第5页酒精比重计测定蒸出液的酒精质量浓度，并矫正到20℃时的酒精质量浓度[5-6]。3、实验结果温度对微生物的生长、产物合成及代谢的影响是多方面的，不仅可以改变培养基的性质，而且还会影响细胞代谢过程中各种关键酶的活性。温度对发酵的影响是各种因素综合表现的结果，因此，为了减少实验误差，整个发酵过程中均放在同一环境中培养，整个实验变量只有发酵前后期添加培养物的量不一致。如下表1所示的是酿酒酵母在28℃恒温培养箱内、相同PH值、相同发酵时间、发酵空间、补料时间，发酵前后期添加营养物的量不一致得出的实验结果。表1发酵完成后白酒的最终出酒率三角瓶前期发前期发后期发后期发白酒编号酵时长h酵添加量ml酵时长d酵添加量ml出酒率%110h150ml7d750ml14.8%210h300ml7d600ml15%310h450ml7d450ml15%410h600ml7d300ml15.8%510h750ml7d150ml16%610h900ml7d0ml14%结果表明，白酒出酒率随着发酵前期营养物添加的量依次增多及发酵后期营养物添加的量增多而升高。由表可以看出，相同条件下，发酵前期营养物添加量为750ml，后期发酵营养物添加量为150ml时，白酒出酒率最高。4、分析与讨论4.14.2在分批发酵中，影响白酒出酒率的因素很多，诸如温度、PH、溶氧值、底物浓度等。那么从实验的结果看，当采用分批发酵生产白酒时，将底物一次性加入密闭容器中培养发酵，白酒出酒率低，应分批次补料发酵，有利于提高微生物对底物的利用率及白酒出酒率。4.3当分批发酵中采用分批次补料发酵时，在相同条件下，发酵前期底物添加量与发酵后期底物添加量比值在2:1-5:1范围内时最适宜，微生物对底物的利用率及白酒出酒率最高。广西职业技术学院毕业论文（设计）第6页参考文献：[1]谢梅英，别智鑫.发酵技术[z].北京：化学工业出版社，2007.[2]郭学平，王春喜，崔大鹏.发酵法制备透明质酸[J].日用化学工业，1994(2):47.[3]郭学平，王春喜，凌沛学，等.透明质酸及其发酵生产概述[J],中国生化药物杂志，1998,19(4):209.[4]许安邦，林维宣.食品分析[M].北京：中国轻工业出版社，2001.[5]赵华，赵树欣，张维，等.酒精发酵中应用酸性蛋白酶的研究[J].食品发酵工业，1997,23(2)：26-28[6]刘荣厚，李金霞，沈飞，等.甜高粱汁固定化乙醇发酵的研究[J].农业工程学报，2005,21(9):137-141.致谢：感谢何飞燕老师对本文的指导，也感谢广大任课老师的教育和指导，给我们积累的宝贵经验和丰厚的知识。最后，向参加论文评审的各位专家、老师们致以崇高的敬意和诚挚的感谢！