[发明专利]一种淀粉酒精发酵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵技术领域，特别涉及一种淀粉酒精发酵的方法。

背景技术

我国酒精发酵行业已约有百年的历史，是比较传统的淀粉或糖蜜发酵行业，原料可以是小麦、玉米、木薯、红薯、大米、马铃薯等淀粉原料，也可以是糖蜜如甘蔗糖、甜菜糖等，还有现在各大型企业及科研单位在致力研究的纤维质原料。酒精是食品、化工、医药不可缺少的原料，且随着石油资源的紧张，酒精作为一种替代能源，更加引起了国内外学者的注意。

酒精生产方法有发酵法和石油裂解法，随着石油资源的紧张，发酵法包括粉浆制备、蒸煮糊(液)化、糖化、发酵工序，制成成熟醪，出罐蒸馏，制取酒精。发酵法已经是酒精生产的主要方法。发酵法最大的优点是具有可再生性，缺点是工艺流程长，设备复杂，能耗高，污染大。随着酒精行业的发展，各种技术改造也应运而生，比如连续发酵、真空抽提，原料处理从高温蒸煮到中温双酶法、蒸馏塔改造及水循环回用等，以提高设备利用率、降低能耗节约成本。

中温双酶法工艺中，原料处理是拌料后逐渐升温至90℃左右，然后加入液化酶，再于95-105℃间进行蒸煮糊化1-2h，冷却至60℃后加入糖化酶，在该方法中，原料蒸煮仍是能耗较大的，约占总能耗的30％左右，同时原料经过长时间高温蒸煮而使淀粉糖损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为克服现有淀粉酒精发酵法所存在的问题，降低淀粉酒精发酵生产成本，特别是降低能耗。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种淀粉酒精发酵的方法，所述方法包括下列步骤：

a)淀粉糊化：淀粉加水拌料，55-65℃，1-2h；

b)液化、糖化和发酵：30-35℃，pH4.2-3.4下，接入中温a-淀粉酶、糖

化酶(普通糖化酶即可)和酒精酵母，水解和发酵。

本发明所依据的理论为淀粉原料的糊化温度一般在50-70℃间，在淀粉颗粒在吸水膨胀起始，加入的液化酶及糖化酶可以随水分子进入淀粉颗粒内部，从而共同对葡萄糖链进行酶解作用，进而使淀粉链水解，同时借助酒精酵母对葡萄糖的消耗，边水解边发酵，最终基本可以将淀粉全部转化为酒精。

在一实施例中，所述淀粉糊化步骤中还加入酸性蛋白酶(10-16u/g淀粉干料)、纤维素酶(15-20u/g淀粉干料)及半纤维素酶(100-150u/g淀粉干料)，不同淀粉原料根据其组成考虑加酶的品种，比如玉米和大米只需要加入酸性蛋白酶即可，木薯和红薯加入酸性蛋白酶和纤维素酶，以给酵母提供充足的营养及降低料液的粘度。

在一实施例中，所述淀粉糊化步骤中温度为59-63℃。

在一实施例中，所述液化、糖化和发酵步骤中，pH 3.4-4.2。

所述液化酶的加入量为7-9u/g淀粉干料。

所述糖化酶的加入量为170-200u/g淀粉干料。

所述酒精酵母为普通活性干酵母或其他酿酒菌株，接种时接种量保持在0.1亿个细胞/mL料液。

所述淀粉选自小麦、玉米、木薯、山芋、大米、马铃薯等淀粉原料，其中优选为小麦淀粉。

本发明所述方法的酒精发酵效果比中温双酶法更好，即相同的料液比，发酵相同的时间，检测料液酒度及残总糖，本发明所述方法发酵效果要好于中温双酶法，即相同条件下淀粉产酒率高于中温双酶法，因为该方法与蒸煮法相比，不会让淀粉糖因高温长时间蒸煮而损失。本发明所述方法实现了低温处理原料，节约能耗，同时本发明方法简化酒精发酵流程，降低酒精发酵成本。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，进一步阐述本发明。

实施例1.

(1).预处理温度范围大范围试验

本试验根据小麦糊化温度为58-69℃，通过调整预处理温度来研究发酵情况的变化，预处理温度分别调整为59℃、63℃、67℃。

表1.不同发酵时间失重情况

表2.发酵成熟醪各参数表

由该试验结果看，提高了预处理温度后，与预处理温度为59℃相比，发酵速度明显增快，在64h内完成了发酵，且从失重情况看，预处理温度为63℃与67℃的发酵情况完全一致，所以发酵温度不用高于63℃即可，但63℃时料液的粘度仍是较高，预处理温度为59℃时，发酵速度稍慢，所以以下的试验将温度范围设定为59-62℃。

(2).预处理温度小范围试验

表3.不同预处理温度情况下发酵过程中不同时间总失重情况