什么叫做糖化.doc

什么叫做糖化?其目的是什么3.1 什么叫做糖化?其目的是什么?淀粉質(zhì)原料通過蒸煮以后，把顆粒狀態(tài)的淀粉變成了溶解狀態(tài)的糊精，這時(shí)的糊精還不能被酵母直接利用，發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳，還必須采取添加糖化劑(麩曲、液體曲、糖化酶)的辦法，把醪液中的淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖等物質(zhì)后，才能被酵母所利用，發(fā)酵產(chǎn)生酒精。這個(gè)將可溶性淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為糖的過程，生產(chǎn)中就叫做糖化。其轉(zhuǎn)化過程可用下列方程式表示：?/P淀粉糖化的目的，是通過糖化劑中的曲霉菌體里所具有的各種酶系作用，將淀粉、糊精進(jìn)行水解。其中所含的-淀粉酶(又叫做液化酶)能使淀粉液化，醪液粘度下降，有利于醪液輸送和酵母的發(fā)酵，它還能將淀粉中的直鍵淀粉最終水解，生成87的麥芽糖和13的葡萄糖。利用菌種中淀粉1，4葡萄糖苷酶(也叫做糖化酶)或者叫做葡萄糖生成酶，作用于淀粉分子中結(jié)合的1，4糖苷鍵，從分子長(zhǎng)鏈的非還原端，一個(gè)一個(gè)地水解為葡萄糖水子，雖然它不能切斷1，6鍵，但是切到分支點(diǎn)時(shí)可繞過1,6鍵而將1,4鍵水解，水解后的產(chǎn)物幾乎全部生成萄萄糖。該酶也能分解麥芽糖，生成兩分子的葡萄糖。利用糖化酶中的1，6葡萄糖苷酶，分解醪液中的界限糊精，生成可發(fā)酵性糖。利用菌體中的磷酸糊精酶，使醪液中磷酸與醇式羥基結(jié)合成酯的磷酸糊精水解成為葡萄糖，同時(shí)釋出磷酸。利用其中的單寧酶、果膠酶分解原料中所含的單寧和果膠質(zhì)，從而減少生產(chǎn)中的有害物質(zhì)。利用蛋白酶分解原料中的蛋白質(zhì)，生成酵母的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)-蛋白陳或肽。糖化酶系中，還有一種轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶，它的作用是把可發(fā)酵糖變成不發(fā)酵性糖如異麥芽糖或潘糖，糖化劑中，該酶含量越少越好。總之，糖化的作用也就是把溶解狀態(tài)的淀粉、糊精轉(zhuǎn)化為能夠被酵母利用的可發(fā)酵性物質(zhì)(當(dāng)然也有不發(fā)酵性物質(zhì)生成，這主要是由于轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶等的作用)，降低醪液的粘度，有利于酵母的發(fā)酵和酵液的輸送。3.2 什么叫做糖化力?糖化力是生產(chǎn)中用來測(cè)定液體或固體曲中淀粉1，4葡萄糖苷酶和淀粉1，6萄萄糖苷酶轉(zhuǎn)化可溶性淀粉生成糖的能力。當(dāng)然也包括其它酶對(duì)原科中組成物作用生成還原性物質(zhì)的能力。目前國(guó)內(nèi)酒精生產(chǎn)行業(yè)中，對(duì)糖化力測(cè)量單位尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)定。例如有的廠采用1ml液體曲或1g固體曲，在50、pH4.8時(shí)，60分鐘內(nèi)分解可溶性淀粉生成1mg葡萄糖稱為1個(gè)糖化力單位。也有的廠是采用1ml液體曲或1g固體曲在40、pH4.6時(shí)，1小時(shí)能將2的可溶性淀粉水解生成1mg葡萄糖時(shí)，定為一個(gè)糖化力單位。但是多數(shù)廠是以下列方法來測(cè)定液體曲和固體曲的糖化力。液體曲，以每ml液體曲于40、pH4.6，l小時(shí)內(nèi)分解可溶性淀粉變?yōu)槠咸烟?，生成多少mg葡萄糖，就有多少個(gè)糖化力單位。即C6H12O6mgml液曲60min40pH4.6。固體曲，1g絕干的固體曲在30、pH4.6時(shí)， 1小時(shí)內(nèi)水解可溶性淀粉生成葡萄糖多少mg，就是多少個(gè)糖化力單位。即C6H12O6mgg固體曲60min40pH4.6。3.3 什么叫做液化力?液化力，系用于測(cè)定液體曲或固體曲中-淀粉酶對(duì)淀粉的液化能力，其中也包括有其它酶液化淀粉的綜合能力。測(cè)定方法如下：液體曲，每ml液體曲，在60、pH6.0時(shí)，1小時(shí)內(nèi)液化淀粉的mg數(shù)。即是：(C6H10O5)n mgml液曲60pH6.060min。固體曲，每g曲在60、pH6.0，l小時(shí)液化淀粉的g數(shù)。即是(C6H10O5)n gg固曲60pH6.00.60min。34 如何選擇糖化菌種？生產(chǎn)中糖化菌種的選擇要求如下：(1)選擇那些酶活性強(qiáng)、糖化力高、后糖化力好、具有一定的液化力的糖化菌種。(2)選擇酶系較多，而且耐酸、耐溫、抗雜菌能力強(qiáng)，具有一定的分解蛋白、果膠、單寧能力的糖化菌種。(3)選擇那些容易培養(yǎng)、容易保藏，生產(chǎn)性能穩(wěn)定、變異性小，產(chǎn)品對(duì)人體健康無(wú)害的糖化菌種?？傊x擇糖化菌種最基本的要求是具有強(qiáng)活性、高單位酶活的菌株。選擇具有分解原料活力強(qiáng)，可生成大量可發(fā)酵物，少產(chǎn)生有害物質(zhì)的菌株，菌株的生長(zhǎng)性能良好。生產(chǎn)中選用的菌種常常不是完全符合上列要求，有時(shí)滿足了其中一條又缺少另一條，這就要求我們從生產(chǎn)需要出發(fā)，加強(qiáng)菌種選育，找出生產(chǎn)中最佳糖化菌種。3.5 用于生產(chǎn)的糖化菌種有哪些?它們有些什么特性?酒精生產(chǎn)中，原料通過粉碎、蒸煮，僅僅是淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的第一工序。到目前為止，我國(guó)還沒有選出能夠直接利用淀粉轉(zhuǎn)化為酒精的菌種供生產(chǎn)使用，所以說所有發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的工廠包括白酒廠，都是先將淀粉轉(zhuǎn)化為糖后，再被酵母轉(zhuǎn)化為酒精。為此就要設(shè)立專門的糖化崗位、制備專門的糖化劑、培養(yǎng)生產(chǎn)糖化劑的菌種。制備糖化劑常用的菌種，隨著菌種使用的不斷更新，我國(guó)近代先后使用的有根霉、米曲霉、烏沙米曲霉、黃曲霉、黑曲霉等?，F(xiàn)在生產(chǎn)性能最好的糖化菌是黑曲霉As34309菌株，它是中國(guó)科學(xué)院微生物研究所誘變育種的糖化酶菌種。用它生產(chǎn)的糖化劑有較高的糖化力，酶系較純，酶活性強(qiáng)，在一定的酸度范圍內(nèi)酶活力損失較小，即具有較強(qiáng)的耐酸能力，但液化力較弱。此菌體孢子萌發(fā)遲緩，培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)要求高，易發(fā)生糖化力下降快等現(xiàn)象。盡管如此，它與現(xiàn)階段的其它糖化菌種相比，還是一種出色的糖化菌種?，F(xiàn)就常用糖化菌種的種類、特性、用途列表3一1：表3-1 常用糖化菌類特性、用途表類別適宜PH適宜溫度菌落顏色用途黑曲霉4.55.03237黑褐色大生產(chǎn)中制備糖化劑米曲霉3.56.03640黃褐色制備米曲汁黃曲霉4.05.53537黃綠色產(chǎn)生毒素，已不使用烏沙米曲霉3.54.53335黑褐色大生產(chǎn)中制備糖化劑東酒一號(hào)462832淺褐色大生產(chǎn)中制備糖化劑AS3430984.54.632黑褐色用于制備液體曲、固體曲3.6 液體曲生產(chǎn)易產(chǎn)生哪些異常現(xiàn)象？把曲霉糖化菌接入液體培養(yǎng)基(又叫發(fā)酵液)中，進(jìn)行擴(kuò)大生長(zhǎng)和繁殖，使它產(chǎn)生大量的酶，這種含酶的液體就叫做液體曲。液體曲在生產(chǎn)的過程中，往往由于各種因素的影響，容易出現(xiàn)一些不正常的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象主要表現(xiàn)為糖化力下降、液化力低和雜菌污染，現(xiàn)分述如下：(一)糖化力下降1菌種性能對(duì)糖化力的影響液體曲糖化力的高低，首先決定于所用糖化菌種的性能，即產(chǎn)生糖化酶活力的能力。各種糖化菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，是否具有完整的酶系統(tǒng)，是否是優(yōu)良菌株，這個(gè)問題是解決糖化力的關(guān)鍵問題，只要用于液體曲生產(chǎn)中的糖化菌具有強(qiáng)活性、高酶活位的特性，就基本上能使糖化力達(dá)到某一范圍。目前，在我國(guó)酒精生產(chǎn)和白酒生產(chǎn)中的制曲糖化菌種是As3.4309菌，它用于生產(chǎn)，具有用曲量少、原料出酒率高、經(jīng)濟(jì)效果較顯著等特點(diǎn)。2培養(yǎng)室培養(yǎng)階段的影響首先決定于試管培養(yǎng)階段所用的培養(yǎng)基，即所用培養(yǎng)基是否適宜。若培養(yǎng)基不適宜，其菌體生長(zhǎng)緩慢、瘦弱，投入液體曲擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，其糖化力大大下降。例如將As34309菌在試管培養(yǎng)階段接入米曲汁瓊脂基上培養(yǎng)，其糖化力最高只能達(dá)到1500一2000個(gè)單位，而用察氏培養(yǎng)基，糖化力可達(dá)3000一5000個(gè)單位。所以，適宜的培養(yǎng)基是保證高糖化力的重要措施之一。另外，在培養(yǎng)室培養(yǎng)階段的培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、保藏期的移種時(shí)間、傳代次數(shù)等，都對(duì)生產(chǎn)液體曲的糖化力的高低產(chǎn)生影響。一般說來，As34309菌在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)最適培養(yǎng)基為察氏合成培養(yǎng)基，其最適培養(yǎng)溫度為32，斜面試管培養(yǎng)時(shí)間為144168小時(shí)，保藏46個(gè)月應(yīng)移種一次，傳代次數(shù)在5代以內(nèi)，其糖化力與原始糖化力相比，基本上變化不大。3擴(kuò)大培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)的影響當(dāng)糖化菌種結(jié)束培養(yǎng)室的培養(yǎng)，轉(zhuǎn)入擴(kuò)大培養(yǎng)基-液體曲發(fā)酵液中培養(yǎng)時(shí)，其發(fā)酵液中的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)素等，對(duì)培養(yǎng)后的液體曲糖化力影響甚大。因?yàn)?，碳源是糖化菌生長(zhǎng)、繁殖的能量來源，是組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和內(nèi)貯物的原材料，如果碳源不足，就不能進(jìn)行正常的新陳代謝，糖化酶的產(chǎn)生就要受到抑制。氮源是構(gòu)成菌體和酶的主要成分，缺少氮源時(shí)糖化菌的菌絲生長(zhǎng)緩饅，產(chǎn)酶少，且酶活力不高。無(wú)機(jī)鹽是糖化菌生長(zhǎng)和產(chǎn)菌的必要物質(zhì)，是組成許多輔酶的重要組成成分。缺少無(wú)機(jī)鹽時(shí)，就會(huì)對(duì)糖化酶的生成產(chǎn)生影響。生長(zhǎng)素主要是指發(fā)酵液中的B族維生素，它是糖化菌的生長(zhǎng)要素和營(yíng)養(yǎng)物之一。所以，發(fā)酵液中缺少這些物質(zhì)或含量不足時(shí)，其液體曲糖化力就不會(huì)增高，酶的活性就會(huì)受到影響。有人曾作過實(shí)驗(yàn)，在利用As34309糖化菌生產(chǎn)液體曲時(shí)，在其它條件相同的情況下，適當(dāng)改變發(fā)酵液中的底物濃度(也就是營(yíng)養(yǎng)物濃度)，可使糖化力改變2500一3000單位，因此說發(fā)酵液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)酸度的高低，對(duì)糖化力高低影響甚大。4液體曲生產(chǎn)設(shè)備的影響用于生產(chǎn)液體曲培養(yǎng)罐、拌料桶等設(shè)備是否符合糖化菌生長(zhǎng)的要求、有無(wú)有害離子，通風(fēng)性能和溶氧性能是否能滿足糖化菌產(chǎn)酶的需要等，這些培養(yǎng)設(shè)備方面的因素也會(huì)對(duì)糖化力的高低產(chǎn)生影響。5培養(yǎng)條件的影響液體曲的培養(yǎng)條件，主要是指發(fā)酵液中的pH值、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時(shí)間、通風(fēng)量的大小等，它們的適宜度，也將對(duì)搪化力產(chǎn)生影響。例如，采用As34309培養(yǎng)液體曲時(shí)，發(fā)酵液pH值控制在4.34.6、培養(yǎng)溫度為32、培養(yǎng)時(shí)間為80一100小時(shí)，其通風(fēng)量，前期為發(fā)酵液風(fēng)10.30.4，中期為10.6，后期為1：0.50.36污染雜菌的影響當(dāng)液體曲培養(yǎng)過程中遇到雜菌污染后，其糖化力就會(huì)大大下降，主要是由于雜菌大量繁殖，抑制了糖化菌的生長(zhǎng)。(二)液化力不強(qiáng)糖化菌種液化酶少、活力較弱引起液體曲的液化力不強(qiáng)。如采用As34309所生產(chǎn)的液體曲，液化力弱這一缺點(diǎn)就很明顯，它主要是由于含-淀粉酶較少，在使用它生產(chǎn)液體曲時(shí)，可以同時(shí)加入一些-淀粉酶以增強(qiáng)糖化時(shí)的液化作用，或者適當(dāng)增大加曲量。-淀粉酶的添加量，根據(jù)原料的不同，約為原料量的0.05一0.1。(三)雜菌的污染液體曲污染雜菌主要是由下述幾個(gè)方面所引起的。1原菌種污染原菌種取出后，在培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行純培養(yǎng)階段，必須嚴(yán)格做到無(wú)雜菌，當(dāng)原菌種從斜面試管到孢子懸浮液的培養(yǎng)工藝制備中，每一道工序都必須進(jìn)行檢查、鏡檢和搖瓶試驗(yàn)后，才可投入液曲生產(chǎn)使用。一旦不注意，就會(huì)從原菌種純培養(yǎng)階段影響到液體曲的大生產(chǎn)中，使雜菌大量繁殖起來。2滅菌不透的污染發(fā)酵液和培養(yǎng)液體曲的所屬設(shè)備、管道的滅菌，必須注意完全、徹底，特別是對(duì)有“死角”的地方，滅菌不徹底，最易引起污染雜菌。往往大量的雜菌是來源于滅菌不徹底。由于各種原料所組成的發(fā)酵液中，都含有比較豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，特別是其中的蛋白質(zhì)，當(dāng)煮料溫度不夠時(shí)，凝固后的蛋白質(zhì)對(duì)雜菌有保護(hù)作用，用于液體曲培養(yǎng)，就會(huì)使雜菌大量繁殖起來，受雜菌嚴(yán)重污染。所以，在配制原料時(shí)，發(fā)酵液和設(shè)備一同滅菌，滅菌溫度應(yīng)不低于121，滅菌時(shí)間應(yīng)不少于3045分鐘。3通風(fēng)引起的污染因?yàn)榍固腔话阏f來都是屬于好氣性微生物，在生產(chǎn)液體曲中需要大量的氧氣供給它生長(zhǎng)和繁殖，而氧氣的來源主要由空氣壓縮機(jī)組成的空氣凈化系統(tǒng)提供，特別是其中的空氣過濾器、油水分離器等，一定要保持清潔、干燥，如其中某一設(shè)備發(fā)生問題，就有可能導(dǎo)致雜菌侵入液體曲中。所以生產(chǎn)中必須經(jīng)常檢查空氣凈化系統(tǒng)各部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保處理后的空氣為無(wú)菌空氣。?/P3.7怎樣防止液體曲的雜菌污染？防止液體曲污染雜菌，通常在下述幾個(gè)方面采取措施(一)純培養(yǎng)階段在酒精工廠中，用于生產(chǎn)液體曲的糖化菌種在斜面試管的純培養(yǎng)到孢子懸浮液的制備，都是在專門設(shè)立的培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行。菌種在純培養(yǎng)階段，一般都要經(jīng)過原菌種(As34309)固體斜面試管(察氏培養(yǎng)基)57天/32小米試管(50麩皮，50小米)孢子懸浮液液體曲罐(或種子罐）。在這個(gè)培養(yǎng)過程中，由于菌種的傳代次數(shù)增加和操作中的粗心大意，最易引起雜菌的污染和性能退化，特別是在用孢子懸浮液向液體罐接種時(shí)，應(yīng)注意所用血清瓶、接種針、接種口的消毒，以防止在接種的過程中侵入雜菌。在純培養(yǎng)階段所用的儀器、設(shè)備、培養(yǎng)基等的滅菌，必須使溫度保持在100以上，滅菌40一60分鐘，滅茵后的培養(yǎng)基，要放入37的恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)4872小時(shí)，觀察是否呈無(wú)菌狀態(tài)后，再進(jìn)行第二次滅菌，方可接入糖化菌種進(jìn)行培養(yǎng)。另外，有條件的地方，最好保持無(wú)菌室(就是接種室)的專一性。霉菌接種是在霉菌接種室內(nèi)，酵母接種在酵母接種室內(nèi)，這樣才能有效地防止雜菌污染。對(duì)于條件較差的地方，必須在接種后，對(duì)接種室要重新滅菌后，才能在內(nèi)接另一菌種，一般滅菌可用25002600A的紫外線燈照射1530分鐘。用70酒精對(duì)接種器具和手等進(jìn)行消毒。接種室要注意保持干燥、清潔、無(wú)塵，更不能在里面接種與生產(chǎn)無(wú)關(guān)又易揮散的各種霉菌，以防止原菌種混入雜菌。(二)發(fā)酵液滅菌各種原料按比例配好后的發(fā)酵液，要進(jìn)行加熱、蒸煮滅菌。加熱蒸煮時(shí)，必須注意殺死各種微生物細(xì)胞和芽胞的溫度條件以及糊化原料時(shí)，應(yīng)控制的蒸煮溫度和時(shí)間，通常情況下是采用130一145的溫度。配好后的發(fā)酵液滅菌也是防止雜菌污染的關(guān)鍵一環(huán)，因?yàn)樗玫母鞣N原料都含有相當(dāng)豐富的蛋白質(zhì)和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一旦滅菌不完全，在液體曲的培養(yǎng)過程中雜菌就會(huì)大量的繁殖起來，嚴(yán)重影響液體曲的質(zhì)量和生產(chǎn)的進(jìn)行。(三)空消滅菌用來生產(chǎn)液體曲的管道、設(shè)備等，在沒有投入發(fā)酵液以前的滅菌，生產(chǎn)中就叫做空消。空消前必須把它們?nèi)壳逑锤蓛?，保持管道、閥門暢通無(wú)阻，盡量減少死角，打開所有的排污閥，待排完里面存積的余水后，再保持微開，檢查儀器、儀表是否正常。進(jìn)入蒸氣后必須將罐內(nèi)冷空氣排盡，再進(jìn)行保壓加熱滅菌，滅菌中保持罐內(nèi)壓力為2.53kgcm2（表壓)，溫度不得低于121，維持30一45分鐘，空消完畢后，關(guān)閉所有閥門，打開進(jìn)料閥，方可壓發(fā)酵液入內(nèi)。(四)空氣凈化系統(tǒng)液體曲中雜菌的污染75以上都是由于空氣處理不符合要求而引起的。它主要是由于幾組過濾器和分過濾器上的毛病所致。所用的油水分離器、汽水分離器，每隔20一30分鐘要進(jìn)行間斷排水、排油，或者采用連續(xù)不斷地排除冷凝水、油污。所用的總過濾器中的過濾介質(zhì)要經(jīng)常檢查，不能使空氣有泄漏、直通跑過的現(xiàn)象，對(duì)于采用超細(xì)纖維過濾紙作為分過濾器的過濾介質(zhì)時(shí)，要特別注意超細(xì)纖維過濾紙吸水致濕，一旦致濕應(yīng)立即更換，以防失效而引起雜菌污染。(五)停電、停氣時(shí)的處理生產(chǎn)中如遇停電、停氣時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉進(jìn)氣閥，再關(guān)閉排氣閥，并使罐內(nèi)至少能保持有0.2一0.5kgcm2的罐壓，在液體曲的整個(gè)培養(yǎng)過程中，不能有罐內(nèi)壓力處于零的現(xiàn)象。(六)正確控制培養(yǎng)條件培養(yǎng)液中的pH值對(duì)污染雜菌影響很大，生產(chǎn)中要求把PH值控制在既能防止雜茵的生長(zhǎng)，又能促進(jìn)生產(chǎn)液體曲所用菌的生長(zhǎng)、繁殖。一般培養(yǎng)液中的pH值控制在4.0一5.0以內(nèi)，pH值高于5.0時(shí)易引起雜菌的繁殖，pH值低于4.0以下又會(huì)抑制培養(yǎng)菌的生長(zhǎng)。液體曲的培養(yǎng)溫度與污染雜菌關(guān)系密切，如溫度低于28，易被青霉菌污染，溫度高于35又易被某些細(xì)菌污染，所以培養(yǎng)溫度應(yīng)控制在32。同時(shí)液體曲超過正常的培養(yǎng)時(shí)間也容易引起雜菌污染。3.8 為什么說使用液體曲比使用固體曲好?淀粉原料生產(chǎn)酒精，淀粉是通過添加液體曲或固體曲糖化劑先水解成糖類、再由酵母作用的，從目前看來，產(chǎn)量較大的工廠幾乎都是采用液體曲作糖化劑，而只有產(chǎn)量較小的工廠仍在使用傳統(tǒng)的固體曲作糖化劑。在我國(guó)，液體曲是在七十年代后期發(fā)展成熟的一種新工藝糖化劑生產(chǎn)法。隨著液體曲生產(chǎn)技術(shù)的日趨完善，正在廣泛地應(yīng)用于酒精生產(chǎn)上，它與傳統(tǒng)的固體曲生產(chǎn)相比大約有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)。(1)液體曲能較好地解決酒精生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化問題，具有生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、占地面積少，能滿足大生產(chǎn)中的需要。(2)液體曲比固體曲糖化力可提高100倍以上，每噸酒精耗糧下降到3噸以下。所以使用液體曲比使用固體曲的噸酒精耗曲量減少，噸酒精耗糧降低，原料利用率提高。(3)液體曲能較好地保證曲的純度，曲中含雜菌很少，而固體曲的純度一般都不高，并且含雜菌較多，生產(chǎn)中易引起雜菌污染。(4)液體曲使用方便、添加均勻，而固體曲使用時(shí)需進(jìn)行乳化、拌勻等過程，使用麻煩，同時(shí)，損失曲多，當(dāng)采用連續(xù)糖化時(shí)，往往難使曲均勻地加入糖化醪中。(5)生產(chǎn)固體曲耗原料較多，而生產(chǎn)液體曲省料得多據(jù)某廠實(shí)驗(yàn)，用濃體曲比用固體曲噸酒精耗曲糧減少8590。生產(chǎn)成本可以大大降低。由此可見，酒精生產(chǎn)中采用液體曲作為糖化劑比使用固體曲優(yōu)越，隨著發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，液體曲將會(huì)越來越廣泛地被采用。3.9 糖化工藝主要控制哪些數(shù)據(jù)?淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的糖化工藝，在我國(guó)還存在著連續(xù)糖化和間歇糖化兩種方法。這里就兩種方法的工藝控制數(shù)據(jù)加以簡(jiǎn)述：(一)間歇糖化法1加水量一般采用間歇蒸煮的廠也采用間歇糖化。從目前生產(chǎn)實(shí)際來看，間歇蒸煮后的蒸煮醪中，含水量較連續(xù)蒸煮后的蒸煮醪含水量要少、醪液濃度較高，如不添加水就直接加曲糖化，則不利于糖化酶的糖化和酵母的發(fā)酵。所以，在糖化前要加入一定的水沖稀醪液，使糖化后的醪液能保持1416Bx之間，也可根據(jù)所用菌種的抗?jié)B透壓能力，略為提高或降低12Bx。其加水量，干原料應(yīng)滿足總加水量為原料的3.0一4.0倍?？偧铀空糁笄凹铀刻腔瘯r(shí)加水量(蒸煮原料時(shí)冷凝水量和排出二次蒸氣量中含水量均可忽略不計(jì))。還可按酵母發(fā)酵中實(shí)際耐酒精的能力，確定發(fā)酵醪的濃度，計(jì)算糖化時(shí)的加水量。計(jì)算公式為：糖化加水=蒸煮醪總重量（蒸煮醪濃度要求濃度）要求濃度2溫度間歇糖化的溫度是糖化工藝控制的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。當(dāng)加曲、加水、加酸拌勻后，可使糖化醪溫度保持在601內(nèi)，如果采用As34309制備的液體曲時(shí)，可把糖化溫度控制在5860。3加曲量糖化時(shí)的加曲量要根據(jù)曲的質(zhì)量而定，對(duì)于較好的曲，可適當(dāng)少加，對(duì)于采用As34309菌種所制備的糖化劑，由于該菌含液化酶較少，液化能力較弱，使用時(shí)，可適當(dāng)考慮多加。不要為了少加曲，而降低原料的利用率，反而使產(chǎn)品成本上升。生產(chǎn)中，固體曲使用量為原料量的47，使用液體曲時(shí)，可按每克原料(含淀粉65以上)加入200250個(gè)酶活單位，或者按每生產(chǎn)1g酒精加800900個(gè)酶活單位的曲液。4pH值糖化劑中酶作用的pH值，多數(shù)在4.0一6.0之間，生產(chǎn)中為了保證糖化酶不受pH的影響，又能使糖化過程中能抑制雜菌的生長(zhǎng)，一般多把糖化醪pH控制在4.0一4.6以內(nèi)。5糖化時(shí)間間歇糖化時(shí)間，從加完曲拌勻后開始計(jì)算時(shí)間，用于培養(yǎng)酒母的糖化醪，大約需1.52小時(shí)，很多廠采用11.5小時(shí)。但在大生產(chǎn)中的發(fā)酵用糖化醪，一般為2545分鐘。6糖化效率糖化效率的控制，如果是用于培養(yǎng)酒母的糖化醪，糖化率可控制在50一60左右，用于大生產(chǎn)中的糖化醪，通常在3550之間較好。有的工廠采用控制還原糖的辦法，一般情況下，使糖化醪中的還原糖有34.5。在糖化過程中，不宜使糖化效率和還原糖過高，否則會(huì)產(chǎn)生糖抑制，影響后糖化和酵母的生長(zhǎng)。糖化效率=糖化醪中還原糖100%糖化醪中總糖(二)連續(xù)糖化法連續(xù)糖化工藝與間歇糖化工藝不同，前者的糖化過程中，進(jìn)科、加曲、降溫是同時(shí)在不同的設(shè)備中進(jìn)行，且不斷地從上面加料，不斷地從下面出料，整個(gè)過程連續(xù)化。而間歇糖化，糖化的整個(gè)過程都始終處于糖化鍋中，一鍋一鍋地糖化，糖化一鍋又重?fù)Q一鍋。連續(xù)糖化一般不需加水，它的濃度就能滿足工藝的要求。其余各項(xiàng)工藝指標(biāo)控制，基本上和間歇糖化相同，糖化時(shí)間略偏低，大約為20一30分鐘，糖化效率為2840。兩種搪化方法工藝流程比較如下：1間歇糖化法蒸煮醪糖化鍋加水冷卻(120一60加酸十加曲十糖化十冷卻(6030)發(fā)酵罐(或酒母罐)?/P3.10 為什么糖化時(shí)間不宜過長(zhǎng)？在糖化過程中，不管是使用固體曲還是液體曲作糖化劑，糖化時(shí)間都不宜過長(zhǎng)。通常為20一40分鐘，如果加曲量足夠時(shí)，就能使糖化效率達(dá)到3550左右。在一定范圍內(nèi)，延長(zhǎng)糖化時(shí)間，可以增加糖化醪中還原糖的生成量，但隨著還原糖的增加，糖化速度越來越低。糖化時(shí)間過長(zhǎng)，糖化醪中還原糖增加太多，發(fā)生糖抑制效應(yīng)即溶液滲透壓增高，影響酶反應(yīng)與酵母生長(zhǎng)，影響糖化酶的后糖化作用，淀粉的利用率反而得不到提高。同時(shí)降低了設(shè)備的利用率。在曲霉糖化菌所產(chǎn)生的糖化酶中，如果存在轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶時(shí)，在長(zhǎng)時(shí)間的糖化作用中，會(huì)把麥芽糖上水解下來的葡萄糖，又轉(zhuǎn)移給另一分子作為“受體”的葡萄糖上，生成異麥芽糖或潘糖，成為不能被酵母利用的非發(fā)酵性糖，加上酶系中-淀粉酶長(zhǎng)期作用，生成大量的麥芽糖也會(huì)被轉(zhuǎn)移葡萄苷酶利用，這樣也會(huì)降低淀粉的出酒率。酶系中的蛋白酶長(zhǎng)時(shí)間的作用，會(huì)產(chǎn)生大量的氨基酸，促使糖化醪的酸度有所上升，不利于酵母發(fā)酵。其次，在糖化過程中，長(zhǎng)時(shí)間保持5860溫度，使糖化酶一直處在“高速”轉(zhuǎn)化過程中，會(huì)使糖化酶后糖化力減弱，長(zhǎng)時(shí)間的高溫致使酶部分失活造成糖化酶鈍化，最終使部分淀粉或糊精因糖化酶失活或糖化能力減弱而不能生成還原糖，使發(fā)酵醪殘?zhí)巧仙矸劾寐氏陆?。在酒精生產(chǎn)的發(fā)酵過程中，要求糖化酶要具有較強(qiáng)的后糖化力，才能使原料中的可發(fā)酵成分充分利用。另外，當(dāng)酵母處于高糖度的醪液中發(fā)酵時(shí)，其發(fā)酵能力要受到抑制，繁殖速度和發(fā)酵速度都要減慢。有人實(shí)驗(yàn)，在加曲量足夠的條件下，采用2分鐘的糖化時(shí)間和采用2小時(shí)的糖化時(shí)間，最后發(fā)酵成熟后的含酒率幾乎相等。因此，糖化時(shí)間不宜過長(zhǎng)，采用連續(xù)糖化時(shí)，一般可在20一30分鐘就行了，在夏天，糖化時(shí)間還可略短一些。3.11 影響糖化醪質(zhì)量的主要因素有哪些?糖化醪的質(zhì)量通常用糖度、總糖、還原糖、酸度等指標(biāo)來衡量，正常的糖化醪糖度為1218Bx、總糖10一17、還原糖36、酸度24，生產(chǎn)中影響糖化醪質(zhì)量的主要因素有以下幾個(gè)方面。(一)原料的影響原料的化學(xué)組成與糖化醪質(zhì)量的好壞有直接關(guān)系。即使有優(yōu)良的糖化劑，沒有好原料作基礎(chǔ)，生產(chǎn)出的糖化醪同樣質(zhì)量不高。同時(shí)，較好的原料，而因蒸煮不透，糊化率達(dá)不到要求，同樣也會(huì)影響糖化醪的質(zhì)量。所以，在選擇酒精生產(chǎn)的原料時(shí)，既要考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值又要考慮原料的有效成分，這樣才會(huì)保證工廠的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。(二)糖化劑的影響酒精生產(chǎn)中所用糖化劑的質(zhì)量和加入量的多少，是影響糖化醪質(zhì)量的關(guān)鍵。只有選擇那些高單位、強(qiáng)活性的糖化劑，加上正確地使用糖化劑的加入量，才能保證糖化醪的質(zhì)量和數(shù)量。如加入量少，糖化過程中反應(yīng)速度就會(huì)減慢，糖化醪中生成還原糖較少，酵母生產(chǎn)受影響，發(fā)酵緩慢，發(fā)酵結(jié)束后，成熟醪中殘余淀粉多，原料利用率下降。例如，某工廠最初采用每克淀粉用200單位的糖化力加入糖化醪中進(jìn)行糖化，糖化醪進(jìn)入發(fā)酵罐時(shí)含還原糖在23，使酵母發(fā)酵旺盛時(shí)需要還原糖分不足，致使成熟醪中殘余總糖高，而殘余還原糖低。后來采用每克淀粉添加250單位糖化力的糖化劑，其醪進(jìn)入發(fā)酵罐時(shí)，還原糖達(dá)到45，從而使成熟醪殘?zhí)墙档椭?.6左右，提高了發(fā)酵效率。但是，如果過多地加曲，則反應(yīng)速度雖可加快，但從整個(gè)生產(chǎn)看來，并無(wú)好處，反而造成浪費(fèi)。(三)糖化溫度的影響控制糖化溫度的高低，主要是根據(jù)糖化劑中酶的作用溫度和性質(zhì)來確定的。一般說來，隨著溫度的增加，酶的反應(yīng)速度加快，但是，超過了它的界限溫度，不但不能加快反應(yīng)速度，反而還會(huì)破壞酶的活力，失去糖化的作用。如果溫度太低，又會(huì)使反應(yīng)速度減慢，作用時(shí)間增加。所以，糖化溫度一般以控制在5562為宜。(四)pH值的影響糖化醪中pH值是影響糖化醪質(zhì)量的又一因素，pH高容易引起雜菌浸入而繁殖，pH低則又會(huì)影響糖化酶的作用和反應(yīng)速度。總之，不適宜的pH值，都可能引起酶失去活性，造成雜菌污染。通常情況下，糖化醪中的pH值為3.84.5。(五)糖化時(shí)間的影響糖化時(shí)間不宜過長(zhǎng)，過長(zhǎng)時(shí)間的糖化反使糖化醪質(zhì)量下降。糖化后的醪也不宜存放，特別是在夏天，糖化醪應(yīng)在較短時(shí)間內(nèi)投入發(fā)酵罐中發(fā)酵，以防止糖化醪浸入雜菌。3.12 為什么使用固體曲要經(jīng)過乳化?固體曲的乳化方法是在固體曲加入糖化鍋之前，將固體曲放入事先煮沸至100以上滅菌后，冷卻至2030的溫?zé)崴薪?，其加入量與水之比為1：78或者略小，浸泡約1520分鐘，浸泡過程中用洗凈無(wú)菌的攪拌器，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制成乳濁液，然后按生產(chǎn)中的所需量，均勻地將乳化后的曲液加入糖化鍋內(nèi)進(jìn)行糖化作用。在乳化的過程中，要注意水溫不能過高、浸泡時(shí)間不宜過長(zhǎng)，曲乳液制成后，不要存放過久，要隨制隨用，否則會(huì)引起糖化酶的鈍化，糖化力減溺，使用曲量增加，甚至有時(shí)還會(huì)有嚴(yán)重的污染雜菌。所有這些，生產(chǎn)中應(yīng)引起重視。固體曲為什么要進(jìn)行乳化呢?這主要是由于糖化的過程本身，就是淀粉等物質(zhì)在糖化酶作用下發(fā)生的水解反應(yīng)，先將固體曲制成曲乳后加入糖化醪中，可以起到一定的緩沖作用，主要是對(duì)酶進(jìn)行了一定的活化處理，使糖化酶處于活躍狀態(tài)有利于與淀粉等底物的作用，加快反應(yīng)速度。固體曲乳化后加入糖化鍋中進(jìn)行糖化，比直接用固體曲加入更易混合均勻，有利于糖化酶接觸淀粉，糖化效果要好得多。還有利于生產(chǎn)中對(duì)固體曲的檢查、能隨時(shí)方便地進(jìn)行所用曲的酶活力(糖化力)和雜菌含量等指標(biāo)的分析，以保證生產(chǎn)中選用確切的用曲量。再者，由于乳化后的固體曲能較好地與淀粉等底物接觸、能使糖化時(shí)間縮短，設(shè)備利用率提高，同時(shí)也防止了長(zhǎng)時(shí)間糖化引起的雜菌污染，且有利于連續(xù)化、自動(dòng)化的生產(chǎn)，有效地防止了因末乳化的固體曲引起的管道阻塞?？蓽p少用曲量，降低生產(chǎn)成本。某些廠所用的固體曲未經(jīng)乳化就投入糖化鍋中的生產(chǎn)方法，是不值得提倡的。特別是采用連續(xù)糖化的工廠，這樣會(huì)使加曲不均勻，糖化效果差，生產(chǎn)用曲量大，曲耗高，并且操作也不方便。3.13 采用真空冷卻易產(chǎn)生哪些問題?酒精生產(chǎn)中，蒸煮醪液的冷卻，主要是以蛇形管水冷卻和真空冷卻為主。什么是真空冷卻呢？真空冷卻就是醪液在一定的真空度下(即醪液進(jìn)入負(fù)壓狀態(tài))醪液本身產(chǎn)生大量蒸氣(二次蒸氣)，并被抽出，這樣便消耗了醪液大量的熱量，因而醪液很快冷到與真空度相應(yīng)的溫度，這種醪液冷卻法就稱為真空冷卻。真空冷卻在酒精生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在很多工廠都已利用真空裝置抽吸蒸煮醪中的二次蒸氣，用相應(yīng)的真空度使蒸煮醪冷卻到糖化工藝要求的溫度，由于采用真空冷卻具有很多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸用真空冷卻來取代蒸煮醪冷卻常用的蛇形管水冷卻。(一)真空冷卻的操作原理蒸煮醪從蒸煮鍋或后熟器中，受0.81.2kgcm2壓力（表壓)作用，沿切線方向進(jìn)入居于較高位置的氣液分離器中，由于切線方向進(jìn)科，要產(chǎn)生離心力，在離心力作用下把蒸煮醪向分離器的四周分散沿器壁而下，而蒸