厭氧發(fā)酵工藝以及設(shè)備

1、關(guān)于厭氧發(fā)酵工藝及設(shè)備第1頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（1）活化（己糖激酶；磷酸己糖異構(gòu)酶；-磷酸果糖激酶）第2頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（2）裂解（醛縮酶；磷酸丙糖異構(gòu)酶） 第3頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（3）丙酮酸及ATP產(chǎn)生（3-磷酸甘油醛脫氫酶；磷酸甘油酸激酶；磷酸甘油酸變位酶；烯醇化酶；丙酮酸激酶）第4頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四以上三個(gè)階段綜合可得糖酵解總反應(yīng)式為：C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+2H2O第

2、5頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四二、酵母菌的酒精、甘油發(fā)酵1、酒精發(fā)酵機(jī)制及其特點(diǎn)酵母菌在無氧條件下利用丙酮酸脫羧酶催化丙酮酸脫羧生成乙醛，乙醛在乙醇脫氫酶的催化下被還原形成乙醇。 總反應(yīng)式為： C6H12O6+2ADP+2Pi2C2H5OH+2ATP+2CO2第6頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四2、甘油發(fā)酵機(jī)制及其特點(diǎn)酵母在一定條件下，利用-磷酸甘油脫氫酶的催化作用，使磷酸二羥丙酮作為受氫體被還原成-磷酸甘油，-磷酸甘油在-磷酸甘油磷酸酯酶作用下轉(zhuǎn)化成甘油。酵母菌中乙醇脫氫酶活力很強(qiáng)，因此在該酶作用下乙醛作為受氫體被還原成乙醇。要想大量生成甘

3、油，必須將受氫體乙醛除去?？刂聘视桶l(fā)酵的方法有以下兩種。第7頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四亞硫酸鈉法甘油發(fā)酵即在發(fā)酵醪中加入亞硫酸氫鈉，使之與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)而生成難溶的乙醛亞硫酸鈉，使磷酸二羥丙酮成為唯一的受氫體從而產(chǎn)生大量的甘油?？偡磻?yīng)式為： 2C6H12O6+H2O2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+CH3COOH+CO2第8頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四堿法甘油發(fā)酵即調(diào)節(jié)酵母培養(yǎng)液pH7.6以上，此條件下2分子乙醛發(fā)生歧化反應(yīng)，經(jīng)氧化還原生成等量的乙酸和乙醇，由于乙醛被完全消耗而磷酸二羥丙酮成為唯一的受氫體，從而產(chǎn)生大量

4、的甘油。 總反應(yīng)式為： 2C6H12O6+H2O2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+ CH3COOH+CO2第9頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四由于甘油發(fā)酵中不能為酵母細(xì)胞提供生長所需的ATP，因此實(shí)際生產(chǎn)中需向發(fā)酵醪中不斷補(bǔ)加生長成熟的酵母菌才能使甘油發(fā)酵順利進(jìn)行。 第10頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四三、乳酸發(fā)酵 乳酸菌在無氧條件下，丙酮酸會接受從3-磷酸甘油醛脫下的由NADH攜帶的氫，在乳酸脫氫酶的作用下生成乳酸。乳酸發(fā)酵包括同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵。第11頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四 1、同型

5、乳酸發(fā)酵指乳酸桿菌利用葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑完全轉(zhuǎn)化為乳酸，沒有其他副產(chǎn)物形成，1分子葡萄糖生產(chǎn)2分子乳酸，理論轉(zhuǎn)化率為100%。 總反應(yīng)式為：C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3CH(OH)COOH+2ATP第12頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四2、異型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵除生成乳酸外還生成CO2和乙醇或乙酸，其生物合成途徑有6-磷酸葡萄糖酸途徑和雙歧途徑。 第13頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四經(jīng)過6-磷酸葡萄糖酸異型乳酸發(fā)酵途徑，1分子葡萄糖最終可轉(zhuǎn)化為1分子乳酸和2分子乙醇，乳酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率為50%。雙歧途徑特征：反應(yīng)在厭氧條件下進(jìn)行

6、，反應(yīng)過程中不發(fā)生脫氫反應(yīng)，1分子葡萄糖經(jīng)雙歧反應(yīng)途徑最終轉(zhuǎn)化為1分子乳酸和1.5分子乙酸，乳酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率為50%。第14頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第15頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四四、甲烷（沼氣）發(fā)酵（了解）甲烷發(fā)酵是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)甲烷菌轉(zhuǎn)化為甲烷并產(chǎn)生ATP的過程。甲烷菌特征：絕對嫌氣菌，不產(chǎn)孢子，細(xì)胞球型、桿型、螺旋型或弧形。參與甲烷發(fā)酵的微生物主要有細(xì)菌、產(chǎn)酸菌、專性質(zhì)子還原菌、醋酸菌及甲烷產(chǎn)氣菌。第16頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四 甲烷發(fā)酵主要包括兩個(gè)階段。第一為階段為產(chǎn)酸階段：首先將有

7、機(jī)物水解成單體化合物，進(jìn)一步分解成各種脂肪酸、CO2和氫氣，各種脂肪酸最終分解成醋酸、CO2和氫氣；第二階段為產(chǎn)甲烷階段：醋酸、CO2和氫氣轉(zhuǎn)化成甲烷。這兩個(gè)階段幾乎同時(shí)發(fā)生，但卻是完全不同的微生物參與完成的。第17頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第二節(jié) 白酒與酒精發(fā)酵一、白酒固態(tài)發(fā)酵 1、飲料酒概述飲料酒：將酒精含量達(dá)1%（體積分?jǐn)?shù)）以上的飲料規(guī)定為酒精飲料。酒度：酒飲料中酒精的百分含量稱做酒度。（1）體積百分比酒度：每100毫升酒液中純酒精的毫升數(shù)。啤酒、白酒、黃酒、葡萄酒均以此法表示酒度。第18頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（2）質(zhì)量百分

8、比酒度：每100 g酒液中含有酒精的克數(shù)。（3）標(biāo)準(zhǔn)酒度：100標(biāo)準(zhǔn)酒度相當(dāng)于體積分?jǐn)?shù)57.07，相當(dāng)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)49.44%?，F(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)酒度：100標(biāo)準(zhǔn)酒度50（V/V）第19頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四2、飲料酒的分類第20頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四 3、白酒的分類 （1 ）按酒的香型分醬香型（茅香型）：貴州茅臺濃香型（瀘香型）：瀘州老窖特曲清香型（汾香型）：山西杏花村汾酒米香型（蜜香型）：廣西桂林三花酒第21頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四其它香型： 這類酒的香型各有特征，釀造工藝采用濃香型、醬香型或汾香型白酒

9、的一些工藝。 其它香型又包括： 兼香型白酒： 代表為兼香型白云邊 鳳香型白酒： 代表為西鳳酒 藥香型白酒： 代表為董酒 豉香型白酒： 代表為豉味玉冰燒 芝麻香型白酒：代表為景芝老白干 特型白酒： 代表為四特酒 第22頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第23頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第24頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第25頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第26頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第27頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四第28頁，共38頁

10、，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（2）按使用的糖化發(fā)酵劑分大曲酒：以大曲為糖化發(fā)酵劑制成的固態(tài)法白酒，如枝江大曲、茅臺等。小曲酒：以小曲為糖化發(fā)酵劑制成的白酒，如桂林三花酒。麩曲酒：以麩曲為糖化劑、酒母為發(fā)酵劑制成的白酒，如北京二鍋頭。第29頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（3）按生產(chǎn)工藝分固態(tài)法白酒：固態(tài)制曲、固態(tài)發(fā)酵、固態(tài) 蒸餾，如茅臺等大曲酒。液態(tài)法白酒：液態(tài)發(fā)酵、液態(tài)蒸餾，如一些低端白酒。半固態(tài)法白酒：前期固態(tài)發(fā)酵，后期適時(shí) 投水，發(fā)酵轉(zhuǎn)為半固態(tài)，如部分小曲酒。第30頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四4、白酒的發(fā)酵機(jī)理 白酒釀造

11、大多是固態(tài)發(fā)酵，其主要產(chǎn)物是乙醇，還含有約1%的其他香味物質(zhì)。白酒中的香味物質(zhì)主要是醇類、酯類、醛類、酮類、芳香族化合物等物質(zhì)。 白酒物質(zhì)的產(chǎn)生過程： 1、淀粉糖乙醇 2、蛋白質(zhì)氨基酸醇、醛、酮等物質(zhì)第31頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四5、白酒生產(chǎn)的原輔料原料： 一般來說，含有淀粉或可發(fā)酵性糖的物料，都可作白酒生產(chǎn)的原料，如高粱、大米、小麥和甘蔗等。主要原料：高粱、玉米、大米、小麥、大麥、 青稞、豌豆； 甘薯、木薯； 糖蜜。第32頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四 輔料（填充料）作用： 調(diào)整酒醅的淀粉濃度，沖淡酸度； 吸收酒精、保持漿水； 使酒醅

12、有一定的疏松度和含氧量； 增加界面作用，使蒸煮、糖化發(fā)酵和蒸餾能順利進(jìn)行； 增加酒醅的透氣性，有利于酒醅發(fā)酵的升溫。第33頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四 填充料質(zhì)量的優(yōu)劣與用量和出酒率及酒的質(zhì)量有密切關(guān)系。常用的輔料有： 麩皮、高粱糠、稻殼、酒糟、 玉米芯 白酒生產(chǎn)用水（1）工藝用水（2）降度用水第34頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四6、制曲 曲是一種糖化發(fā)酵劑，是釀酒發(fā)酵的原動力。制曲本質(zhì)上就是擴(kuò)大培養(yǎng)釀酒微生物的過程。 傳統(tǒng)釀酒所用的曲有大曲和小曲。第35頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（ 1）大曲的特點(diǎn) 用生料制曲 、自然接種、大曲是糖化劑，也是釀酒原料的一部分 、強(qiáng)調(diào)使用陳曲。（2）大曲的分類 根據(jù)制曲過程中控制的最高溫度不同，分為：高溫大曲： 品溫60，多用于醬香型白酒的釀制。中高溫大曲：50品溫60，多用于濃香型白酒 的釀制。中溫大曲： 品溫50，多用于清香型白酒的釀制。 第36頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)33分，星期四（3）大曲中的有關(guān)微生物 大曲