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酒精与啤酒生产工艺复习题1、目前酒精生产存在的主要问题是什么？对策如何？问题：1.成本过高2.能耗过大3.受土地和水源的限制4.酒糟处理问题5.酒精发酵强度问题对策：1.原料问题,利用纤维原料代替粮食2.节能方面应放在无蒸煮工艺和酒精节能回收技术的技术的研究上3.高发酵强度酒精发酵新工艺应有突破性进展4.选育菌种方面,常规的诱变育种技术加上遗传工程的技术5.酒糟处理,可当成一个有用的原料处理2、如何选择酒精生产的原料？原料选择的原则：1、原料资源丰富2、原料产地就近3、原料可发酵性物质多，蛋白质适中、杂质少、最好干燥4、尽可能采用非粮食作为原料3、常用酒精生产的原料有什么？1、淀粉质原料：薯类原料（甘薯、马铃薯）、谷物原料（玉米、高梁、其它谷物原料）2、糖质原料：糖蜜、甘蔗、甜菜、甜高梁3、纤维素原料4、其它原料：亚硫酸盐废液、乳清、甘薯淀粉渣和马铃薯淀粉渣5、水6、辅助原料4、常用原料的化学组成是什么？1、碳水化合物2、蛋白质3、脂肪4、灰分5、果胶质6、其它有害成分5、酒精生产辅助原料主要起什么作用？辅助原料是指制造糖化剂和用来补充氮源的原料。常用的有麸皮和米糠。6、淀粉质原料酒精生产的特点如何？1、淀粉是以淀粉颗粒形式存在于原料细胞中，而淀粉只有处于游离状态才能转化成酒精，所以必须粉碎原料，破坏植物细胞组织，便于淀粉游离。2、采用水热处理，使淀粉糊化-液化，并破坏细胞组织，形成均一的醪液，使它更好地接受酶的作用转化成可发酵性糖，所以细胞破碎后要加水搅拌成匀浆并进行加热处理。多年来多采用高温蒸煮的方法，而近年低温蒸煮也得到广泛推广。3、糊化或液化后的淀粉只有在催化剂的作用下才能转化成葡萄糖，这种催化剂可以是无机酸，也可以是生物催化剂，目前国内酒精生产上用的是淀粉酶系统。7、原料为什么要粉碎？粉碎的目的是使大块固体物料破碎成小块物料或者粉末物料，这样可以增加原料的受热面积，同时由于原料的粉碎破坏了植物的细胞壁，释放出淀粉，有利于原料中淀粉颗粒的吸水膨胀，提高热处理效率，缩短热处理的时间。同时使浸出性物质浸出，促进难溶性物质溶解。从而加速蒸煮液化、糖化和发酵的反应速度。8、常见的原料输送方式有几种？1、机械输送：水平输送（皮带输送器、螺旋输送器）、垂直输送（斗式提升机）2、气流输入：适用于输送散粒状或块状物料。3、混合输送：原料输送去粗料采用机械输送，细碎后粉料采用气流输送。9、谈谈原料粉碎度对蒸煮工艺的影响？（一）、对原料吸水膨胀的影响：黑麦＞小麦＞燕麦＞小米＞大麦＞玉米颗粒大的吸水性差，生产上60-75分钟、85-90度（二）、粉碎细度与粉浆预煮粘度的关系原料中淀粉颗粒外泄程度愈高，吸水膨胀速度愈快，粉状原料糊化所需温度愈低，预煮所需时间愈短。同时我们知道原料淀粉颗粒外泄的程度取决于原料的粉碎细度。1、不同粉碎细度粉浆加热时粘度的影响：粉碎愈细，粘度开始的愈早，同样温度条件下粘度愈高，也就是说其糊化温度愈低。2、不同加热速度对粗粉粘度的影响：粗粉应快加热。3、不同加热速度对细粉粘度的影响：粉碎细度高的原料，加热预煮时应采取缓慢升温的方法。10、啤酒的定义?传统说法啤酒是以麦芽（包括特种麦芽）为主要原料，以大米或其它谷物为辅助原料，经麦芽汁的制备、加酒花煮沸、并经酵母发酵酿制而成的，含有二氧化碳、起泡的、低酒精度（2.5%-7.5%）的各类熟鲜啤酒。但在德国则禁止使用辅料，所以典型的德国啤酒，只利用大麦芽、啤酒花、酵母和水酿制而成。小麦啤酒则是以小麦为主要原料酿制而成的。广义说法啤酒是以发芽的大麦或小麦为原料，有时添加生大麦或其它谷物，利用酶工程制取谷物提取液，加入啤酒花进行煮沸，并添加酵母发酵而制成的一种含有二氧化碳、低酒精度的饮料。11、啤酒的主要化学组成如何？啤酒以大麦芽、酒花、水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。啤酒具有独特的苦味和香味，营养成分丰富，含有各种人体所需的氨基酸及多量维生素如维生素B、B、B，菸酸，泛酸以及矿物质等。1.酒精3.5~4.0%2.甘油0.2~0.3%3.浸出物4~5%（80%是碳水化合物,8~10%是含氮物质,3~4%矿物质,还有高级醇,等）12、酒花主要起什么作用?1、赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味2、增加麦汁和啤酒的防腐能力3、增加啤酒的泡持性4、酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于5、啤酒的非生物稳定性13、啤酒生产的辅料是什么？起什么作用？凡是含有一定量的可浸出物，可用来生产麦芽汁（并且往往都不经过发芽处理）的淀粉质原料及其制成品，都可称为辅料。1.允许使用的啤酒辅料及其使用理由(1）主要的辅料类别除德国、挪威、希腊外，一般都允许使用辅料。这些辅料包括大麦、小麦、玉米、大米、高粱等谷物以及玉米淀粉、木薯淀粉、淀粉糖浆、蔗糖等糖类物质。〔2〕使用辅料的理由添加辅料的原因主要包括：提高设备利用率，降低生产成本；改善麦汁浸出物的组成，以增强啤酒的特性和延长啤酒的保持期；降低总氮，以增加啤酒的稳定性；适宜调整辅料比例，以改善啤酒的风味特性等。2啤酒生产中常用的辅料(1）大米大米是国内啤酒酿造使用最多的辅料之一，以食感好的大米为好。大米因为价格低廉，淀粉含量高，蛋白质含量和多酚含量都低于大麦，因而出酒率高，而且可改善啤酒风味、色泽和泡持性。由于大米的糖化温度比较高，应在液化酶的帮助下预先进行淀粉糊化。同时，大米营养性差，酵母易衰老，且细粉多，过滤困难，形成麦糟淤泥，使麦汁过滤不清，需控制性使用。⑵大麦大麦因为化学成分和组成接近麦芽，皮壳可作过滤介质，含较丰富的卩-淀粉酶、水溶性蛋白质丰富等，常常不发芽作为辅料使用。由于大麦卩-葡聚糖含量高，过滤困难，且皮壳有苦涩味，影响啤酒口味和色泽，所以也被控制性使用。⑶小麦小麦因为总氮和氨基酸含量高，发酵快，啤酒泡沫细腻、持久，花色苷含量低，有利于延长保存期，不发芽时也常常作为辅料使用。由于小麦过滤和煮沸麦汁略混浊，需处理后使用。⑷玉米玉米价廉，淀粉含量高，因所制成的麦汁含不饱和脂肪酸较髙，所以在厌氧条件下有利于酵母的繁殖。过多使用玉米会降低麦芽汗中可溶性氮的含量，降低发酵性能，且玉米脂肪含量高达4°5，使用时需先行脱胚及预糊化处理。⑸淀粉等糖类采用该类物质作辅料，有利于降低成本和简化工艺，特别适于制造高浓度麦汁，生产高发酵度、淡色、爽口性啤酒，应因地制宜使用。14、什么是糊化、液化，其温度是多少？淀粉吸水膨胀，当温度升至60～80时℃，体积扩大50～100倍，分子间联系消弱，使淀粉颗粒间部分解体，形成均一的粘稠的液体。这种无限膨化的现象叫淀粉的糊化。对应温度为糊化温度。糊化现象发生后，如果温度继续上升，达到130℃左右时，大量的支链淀粉也会完全溶解，至此，淀粉颗粒的网状结构被彻底破坏，醪液的胶体性质受到破坏，淀粉溶液也随之变成了黏度较低的流动性醪液，这种现象称为液化。对应的温度为液化温度。15、蒸煮过程中各组分是怎么变化的？1、淀粉的变化淀粉水解的变化（50-60度时原料中的酶水解使之变成糖和糊精。这个称作自糖化）（微酸条下淀粉局部水解，70度以前主要是糖，70度以后主要是糊精）2、糖的变化（1）已糖的变化：已糖——5-羟甲基糠醛——戊隔酮酸。（2）戊糖的变化：产生糠醛。（3）焦糖化：185度时，产生无定形产物（4）氨基化反应3、纤维素和半纤维素的变化纤维素不变化、半纤维素产生糊精、木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、糠醛等。4、果胶质的变化半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲酯——产生甲醇5、含氮物、脂肪和其它物质的变化开始蛋白发生凝固作用溶性量下降（100度以前）140-158度时量增加（是因为蛋白质的胶溶作用）。脂肪变化不明显，分解很少，由于原料中含有磷、酸性蛋白、脂肪、有机酸等所以醪液是偏酸性的。腐败或发过热的变质的原料由于微生物的作用产生乳酸、醋酸、丁酸等，结果是酸水解更深入可发酵性物质损失大。6、蒸煮过程中可发酵性物质的损失在相同蒸煮条件下，粉碎度愈高，不溶性淀粉损失愈少；提高蒸煮温度和延长蒸煮时间可降低成熟醪中不溶性淀粉的含量，但糖分分解造成的损失却因此增加；蒸煮40min条件下，粉碎较粗的原料损失要大些，因此，原料粉碎适当细些，可采取缓和蒸煮以保持较低的总损失。16、蒸煮工艺有几种流程？间歇蒸煮工艺、连续蒸煮工艺、罐式连续蒸煮工艺、管式连续蒸煮工艺、塔式连续蒸煮工艺。17、连续蒸煮工艺有什么优点？连续蒸煮较间歇蒸煮具有如下的：（1）淀粉利用率高蒸煮醪的质量可以从外观色度，味道和淀粉颗粒来判断半成品的质量指标，但最终还是以出酒率来比较，连续蒸煮的出酒率比间歇蒸煮高。影响出酒率的原因主要为：间歇蒸煮在高温下停留时间较长，引起糖分的分解，尤其在锅壁上不易与水接触的地方易形成焦糖或氨基糖。其次，间歇蒸煮设备容积大，加热不均匀，有时尚出现未蒸透的颗粒，从而降低淀粉利用率。（2）设备利用率高连续蒸煮与间歇蒸煮相比，减少了加水加料，升温和吹醪等非蒸煮时间，因次，设备利用率可提高50%以上，但是连续蒸煮也要另外增加一些辅助设备，例如预煮锅、后熟器等。（3）热能利用率高间歇蒸煮每次都需要加热锅壁，并且无法利用二次蒸汽，所以连续蒸煮每吨原料可节省蒸汽25---30公斤，此外，连续蒸煮用汽均匀，大大减少造成高峰用汽幅度，使供汽均衡。（4）劳动生产率高由于连续蒸煮是在较稳定条件下连续进行，所以劳动条件可以改善，并为连续生产自动化创造了条件。18、谈谈无蒸煮工艺的发展概况？1.生料发酵节能方面最理想,但工业上还不多,主要是酶量用量大,污染危险性大。2.低温液化虽然节能上与生料发酵比差些,但酶用量大的问题,效果与生料发酵相似。3.膨化技术也是很有吸引力的新技术,还有待于推广到工业化生产。4.超细磨技术取决于省能粉碎设备的研制能否成功,估计前景不太乐观。19、了解糖化剂的发展历史？麦芽-木盒曲-帘子曲-通风制曲-液体曲-糖化酶20、常用的糖化酶类有几种？1.α-淀粉酶2.β-淀粉酶3.外切-1,4-α-葡萄糖苷酶4.β-半乳糖苷酶5.纤维素酶6.果胶酶7.乳糖分解酶8.催化机理未知蛋白酶21、影响曲霉生长和淀粉酶产生的主要因素是什么？1.培养基组成:碳源、氮源、酶活力、2.培养条件的影响:空气、水分与湿度、PH值、温度、菌种接种量、生长条件22、原料粉碎的方法有几种，目的是什么？原料粉碎方法有干法和湿法粉碎两种。1、干法粉碎干法粉碎多采用粗碎和细碎两级粉碎工艺。原料过磅称重后，进入输送带，电磁除铁后进行粗碎（原料颗粒应通过6～10mm的筛孔）。常用的设备是轴向滚筒式粗碎机和锤式粉碎机。粗碎后的物料在送去进行细粉碎（原料颗粒应通过。1.2～1.5mm的筛孔）。2、湿式粉碎。粉碎时将搅拌用水与原料一起加到粉碎机种进行粉碎。原料经粉碎后，受热面积可增加，利于淀粉原料的吸水膨化糊化，浸出性物质浸出，可溶性物质溶解，从而提高热处理效率。23、糖化工段都有那些主要设备？糖化锅、糊化锅、煮沸锅、沉淀槽、过滤槽24、糖化的目的是什么？麦芽和水及辅料，在麦芽产酶作用下，不溶性的高分子物质分解成可溶性的低分子物质等的麦汁制备过程。（淀粉和蛋白变成低分子糖和低肽）25、糖化过程中的主要酶类是什么？1.淀粉酶(α-淀粉酶,β-淀粉酶,异淀粉酶,糖化酶)2.蛋白酶（羧肽酶,氨肽酶,二肽酶）3.β-葡聚糖酶（内β-1.4-葡聚糖酶,内β-1.3-葡聚糖酶,β-葡聚糖溶解酶,外β-葡聚糖酶）26、影响淀粉水解的因素是什么？⑴麦芽质量和粉碎⑵糖化温度（60～65℃，70～75℃）⑶PH（5.2～5.8）⑷糖化醪浓度（14%～18%）27、影响蛋白质水解的因素是什么？⑴麦芽质量⑵温度和时间⑶PH（4.5~5.0）⑷浓度（原料加水比1:4.0～4.5）⑸糖化方法28、常见的糖化的方法有几种糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、双醪煮出糖化法三种方法。煮出糖化法：糖化过程中对部分醪液进行煮沸的方法。根据煮沸的次数，分为一次、二次、三次煮出法。其特点是取部分醪液加热到沸点，然后与未煮沸的醪液混合，使醪液温度分次升高到不同分解