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高浓度酒精发酵技术的研究进展

作者:周松 来源:食品界 202008期 时间:2020-10-16

摘要:工业发酵种类非常多,酒精发酵技术使用比较普遍,高浓度酒精发酵技术的发展历史比较短,还需要进行深入研究。文章简述高浓度酒精发酵过程,分析高浓度酒精发酵的弊端、优...

  摘要:工业发酵种类非常多,酒精发酵技术使用比较普遍,高浓度酒精发酵技术的发展历史比较短,还需要进行深入研究。文章简述高浓度酒精发酵过程,分析高浓度酒精发酵的弊端、优势,在文章结尾,分析高浓度酒精发酵的进展。

  关键词:高浓度;酒精;研究

  随着社会的发展,行业产生的污染源越来越多,给人们的生产生活造成困扰。另一方面,由于可利用资源有限,人们不得已必须开发新能源,为子孙后代造福。石油、汽油資源的开发越来越困难,和日益增长的需求成为对比,而酒精也许可以代替石油、汽油,因此人们对其进行了深入研究。酒精发酵技术诞生在上世纪20年代,发酵原料为粮食和植物纤维,完全符合可持续发展理念。紧随其后,人们对酒精发酵技术也进行了研究。

  1. 高浓度酒精发酵

  高浓度酒精发酵就是发酵液和可溶性物质比例不超过18%,这种高浓度发酵技术之前被国外专业人员提出来。原始发酵液的可溶性物质、浓度比原则上不超过12%,超过就是高浓度酒精。在工业生产当中,发酵液的糖浓度比最高浓度不会超过20%。在酵母菌的发酵公式当中,糖的浓度过高,会直接导致乙醇浓度升高,乙醇浓度在升高之后,对酵母菌的发酵作用有直接的抑制作用。因此,工业生产酒精的过程中,糖浓度的控制要求十分苛刻。现代工业发展生产酒精,基本上是使用纯天然的谷物当做制作原料进行发酵,发酵后,里面含有超过20%的可溶性物质,这种发酵方式在工业生产当中比较常见,浓度非常高。人们认为高浓度发酵现象是因为流体当中含有大量超过30%的可溶性物质糖化醪,也有人认为流体当中可溶性物质含量高会导致酵母菌失活。因此高浓度发酵工艺并没有在工业生产中广泛使用。

  2. 高浓度发酵的具体运用

  2.1 优势

  低碳环保理念深入人心,低碳环保是21世纪各行业发展的最终目标,而工业发展导致环境污染,因此倡导可持续发展是工业长期发展的目标。工业酒精发酵技术的高浓度发酵工艺符合环保政策,和传统酒精发酵形式相比较,在传统酒精发酵中,100g发酵液当中含有16g可溶性物质,现代的发酵过程中同样的发酵方式,可溶性物质高达32g。虽然可溶性物质增加,但是节约了大量工业用水,节水量大约是传统生产中的二分之一。高浓度发酵技术不仅仅在工业用水方面达到节能效果,酒精生产量也非常明显。在工业生产中,大大提升对机械设备的利用率,使用同样的设备,提升生产产品量,而且生产效率也得到了提高,减少工业生产污染。因此,高浓度发酵技术符合当前社会的发展理念,应在全国范围内推广使用。

  2.2 缺陷

  虽然高浓度发酵节省成本,提高了工作效率,但是同样存在一些问题。比如在高浓度糖化醪发酵的过程中需要耗费大量的时间,并且发酵并不完全。因为发酵过程中有大量可溶性物质存在,在提取过程中发现营养物质不符合标准且糖化醪的粘度非常大,不便运输。

  3. 高浓度酒精发酵的研究

  20度是酒精发酵最为平常的温度,低于20度,小麦糖化液大约有三分之一的可溶性固化物被完全发酵,之后发酵超过四分之一的酒精,在这个过程中能产生高粘度的糖化醪,导致发酵液的粘度增加。发酵液要控制好、处理好,才能够达到最佳发酵状态,因此高浓度酒精的发酵应该选择低浓度的糖化醪发酵液,酒精的发酵质量才会提升。如果高浓度发酵中糖的浓度超过30%就会降低酒精的发酵速度;另外糖类含量过高会形成渗透压,抑制酵母菌的生长导致酵母菌失活,发酵液中的营养物质性能不能完全发挥出来。在酒精发酵的过程中,运用培养即可以提高酒精的耐受性,提高存活率,还可加快酒精发酵的速度。

  结语:

  综上所述,高浓度酒精发酵技术还需要专业人员进行深入研究,控制其中的影响因素,争取成为资源能源需求中重要的取代技术,满足社会可持续发展需求。当前社会全面提倡低碳环保,高浓度酒精由于具备强大优势,运用在工业生产当中,已经成为趋势。在这种情况下,应该加强对高浓度酒精发酵技术的研究。

  基金项目:

  贵州省科技厅联合基金项目重点项目(黔科合J字LKA[2012]03号);贵州省教育厅自科项目(黔教科(2011054)号

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