第4章酒母扩培工艺

2019/8/17酒精工艺学南阳师范学院生命科学与技术学院2019/8/17燃料乙醇的生产工艺流程谷仓粉碎冷却精馏离心干燥器DDGS燃料乙醇分子筛蒸馏系统后处理CO2蒸煮糖化发酵分子筛精馏液化发酵罐后处理蒸馏系统糊化液化糖化前处理课程导入酒母2019/8/17发酵工程实验室摇瓶-小试-中试5L小试5L-50L二级发酵装置课程导入2019/8/17■生物能源：燃料乙醇、生物柴油、沼气■生物化工：酒精、冰醋酸、醋酸酯、总溶剂、黄原胶、栲胶■酿酒：白酒、啤酒■工业气体：二氧化碳■其它：电力、谷朊粉、DDGS饲料等。天冠集团课程导入2019/8/17第四章酒精酵母扩培工艺第一节酒精生产所用的微生物菌种第二节酒母扩培工艺第三节发酵工业设备的逐级放大2019/8/17第一节酒精生产所用的微生物菌种酵母菌大小、形态、繁殖生产菌种酒精酵母菌简介菌种培养特性生产菌种的选育、保藏与复壮酵母菌的化学成分需要的营养物质、生长环境培养基的制备2019/8/17第二节酒母扩培工艺返回请点我呀2.1种子扩大培养的概念2.2酒母扩培工艺过程2.3成熟酒母质量指标2.4影响酒母质量的主要因素2.5酵母培养中异常现象的处理2.6活性干酵母(AADY)的利用酒精工艺学2019/8/17指保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管斜面活化后，再经过摇瓶或静置培养，以及种子罐逐级扩大培养而获得发酵产量高、生产性能稳定、数量充足、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程。该纯种培养物称为种子。在酒精发酵过程中，工厂通常把酵母称为酒母，即酵母为酒精发酵之母。第二节酒母扩培工艺2.1种子扩大培养的概念2019/8/171)菌体的纯种培养物总量适宜，以保证在发酵罐中有适当的接种量；2）微生物菌种的生命力旺盛，移接到发酵罐中后能够迅速生长，利于缩短延滞期，提高设备的利用率；3）菌种能保持稳定的生产性能，生理状态稳定；4）无杂菌和噬菌体的污染。第二节酒母扩培工艺2.1种子扩大培养的概念发酵工业生产过程中的种子必须满足的条件：2019/8/172.2酒母扩培工艺砂土管孢子冷冻干燥孢子斜面培养摇瓶液体培养茄子瓶斜面培养固体培养基培养实验室种子培养阶段二级种子罐培养一级种子罐培养生产车间种子制备阶段（四级种子罐培养）发酵罐（三级种子罐培养）酒母扩培工艺流程第二节酒母扩培工艺2019/8/17酒母扩培工艺-%100%醪液原始糖度酒母成熟醪糖度耗糖率()=醪液原始糖度卡氏罐种子的质量标准为：酵母细胞数0.8～1.0亿个/mL，出芽率20%～30%，染色率1%以下，无杂菌，耗糖率35%～40%，耗糖率可按下式计算：2.2.1．试验室阶段的酒母扩大培养工艺流程：原菌→斜面试管→液体试管→三角瓶培养→卡氏罐2019/8/17酒母扩培工艺2.2.2．酒母车间扩大培养流程为：卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-成熟酒母送发酵车间酵母菌经试验阶段扩大培养以后，即转入酒母车间扩大培养。酒母车间所用的培养基，主要以大生产的原料为主，适当添加一些营养物质。酒精工艺学2019/8/17酒母培养罐的结构1-人孔2-CO2排出管3-进醪管4-视镜5-温度计6-冷却水管7-排醪管2019/8/172019/8/17例：啤酒酵母扩培4℃保存于麦芽琼脂或MYPG培养基菌种10mL麦芽汁的500-1000mL三角瓶250-500mL麦芽汁的500-1000mL三角瓶5-10L麦芽汁的卡式罐25℃，2-3d25℃，2d，定时摇动或通气15-20℃，3-5d100L麦芽汁的发酵罐2019/8/172.3成熟酒母质量指标2..3.2酵母细胞数酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标，也是反映酵母培养成熟的指标。成熟的酒母醪其酵母细胞数一般为l亿／毫升左右。2.3.2出芽率酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出芽率高，说明酵母处于旺盛的生长期。反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在15~30%。如果出芽率低，说明培养过程存在问题，应根据具体情况及时采取措施进行挽救。2019/8/172.3成熟酒母质量指标2.3.3酵母死亡率用美蓝对酵母细胞进行染色，如果酵母细胞被染成蓝色，说明此细胞已死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在1%以上，应及时查找原因采取措施进行挽救。2.3.4耗糖率酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。成熟的酒母，耗糖率一般要求控制在40－50%。耗糖率太高，说明酵母培养已经过“老”，反之则“嫩”。2019/8/172.3成熟酒母质量指标2.3.5酒精含量成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情况，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股为3-4%(体积)。2.3.6酸度测定酒母醪中的酸度是观察酒母是否被细菌污染的一项指标。如果成熟酒母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又发现有很多杆状细菌，则不宜做种子用。2019/8/17检查项目小酒母大酒母酵母细胞数(亿个／mL)出芽率(%)外观糖度下降率(%)死亡率(%)酸度120－2540﹤1不增高115－2045－50﹤1不增高成熟酒母的指标2019/8/172.4影响酒母质量的主要因素2.4.1．酒母的种龄酒精生产过程中所用的酒母，应选用对数生长期的酒母作为种子。2.4.2．接种量控制工厂酒母接种量通常为8%-10%，经过10-18h培养，酵母数达0.6-1亿个／mL以上。酒精产量大的工厂，一般采用分割培养酒母的方法来弥补设备不足，达到扩大生产的目的。习惯上以25%-30%的酒母接种量进行分割接种，可大大缩短培养时间，经过6-8h培养，酒母就成熟了，提高了设备利用率。2019/8/17种龄/h种龄与碱性蛋白酶活力之间的关系接种量/%接种量对碱性蛋白酶产生的影响81216201367910008006004001400120010008002019/8/172.4.3．通风培养酒母通风培养，对繁殖酵母极为有利，经过试验证实在有氧条件下，生产1g干酵母，只消耗糖分0.35-0.43g；而在不通气情况下，要耗糖1.14g。可见供气培养可以繁殖大量酵母，并且耗糖很少。2.4.4．培养温度与pH值酒母培养温度一般为28℃左右，温度高酵母生长繁殖快。2.4.5．酒母杂菌的防治2.4影响酒母质量的主要因素2019/8/172.5.酵母培养中异常现象的处理2.5.1.细胞数少原因：接种量少或醪液有问题处理：补种、通风、延长培养时间。查醪液糖度、酸度、温度2.5.2.耗糖率低原因：糖浓度低、细胞少、时间短处理：调整糖的浓度或补加酶；增加接种量或旺盛发酵醪；适当延长酵母培养时间2019/8/172.5.3.出芽率低、酵母空胞大原因：糖化醪营养不足，时间过长；处理：添加糖化醪或营养物质，缩短培养时间2.5.酵母培养中异常现象的处理2.5.4.酵母死亡率高原因：酸度高、温度高、含抑制物；处理：调酸、调温、补加营养、补种2019/8/172.5.5.酵母醪中杂菌多原因：设备杀菌不彻底、糖化醪带杂菌处理：无菌操作、酸处理、加青霉素2.5.酵母培养中异常现象的处理2019/8/172.6活性干酵母(AADY)的利用2.6.1.工艺流程该工艺采用2个酒母糖化罐，每个糖化罐的体积为18m3，6个大酒罐、每个酒罐的体积为15m3。糖化罐和酒母罐均设有搅拌装置。活性干酵母复水活化糊化醪酒母糖化罐大酒母培养罐泵入发酵罐2019/8/172.6活性干酵母（AADY）的应用2.6.2.工艺条件复水活化：5kg活性干酵母、40L糖化醪、80L水混合,30℃、30min;（15m3）大酒母：糖化醪经100℃灭菌冷却至30℃后与活化酵母混合，32-34℃培养6-8h2019/8/17将糊化醪泵入糖化罐完成糖化后，通入蒸汽升温至90-100℃进行灭菌，冷却到30℃左右备用。在大酒母罐中，提前30min将5kg活性干酵母加入80L水和40L糖化醪中，保温30℃。然后泵入已冷却好的糖化醪，开动搅拌器进行通风培养。在培养过程中，一般每隔2h开机搅拌通风一次，以利酵母的增殖，大酒母的培养温度一被控制在32-34℃为宜。2.6.3.工艺操作条件2.6活性干酵母(AADY)的利用2019/8/17利用活性干酵母制备酒母时，大酒母的培养经6-8h即可成熟。酵母细胞数为0.9-1.0亿个/mL，出芽率在25%-28%，为了防止洒母污染杂茵，可按要求加入青霉素抑制杂菌的生长。当大酒母培养成熟后．与糖化醪同时泵入发酵罐，目的是使酒母与糖化醪混合均匀，这样有利于发酵。发酵温度控制在30-32℃，发酵时间为60h左右，利用这种方法培养酒母时，每吨酒精均需1kg活干酵母。2.6.3.工艺操作条件2.6活性干酵母(AADY)的利用2019/8/17固定化酵母细胞发酵技术由固定化酶技术得到启发，使酵母细胞固定化并一直停留在发酵罐中，保持高的反应速度。常用的固定化方法：吸附法，包埋法及交联等，固定化载体包括海藻酸钠、聚乙烯醇、琼脂、果胶、活性炭和纤维素等。固定化发酵技术优点：提高了酵母细胞的利用率，不仅提高了发酵过程的速度，节约时间，而且具有较高的经济性，具有很好的发展前景。新技术应用2019/8/17本节课小结实验室种子培养生产车间种子培养种子扩大培养的概念酒母扩培工艺过程成熟酒母质量指标影响酒母质量的主要因素酵母培养中异常现象的处理活性干酵母(AADY)的利用小酒母大酒母（酵母细胞数、出芽率、酵母死亡率、耗糖率、酒精含量、酸度）种龄、接种量、通风培养、培养温度与pH值、杂菌污染固定化酵母细胞发酵技术2019/8/171．简述酒母扩培工艺过程。2．影响酒母质量的主要因素有哪些?在生产上如何处理？本节课思考题酒精工业设备的逐级放大NEXT谢谢！欢迎批评指导！1、发酵液进放发酵罐可以进行发酵吗？还需要什么？酒母。2、酿酒工业中常见的酵母菌有哪些？酿酒酵母、异常汉逊酵母、粟酒裂殖酵母三种；3、酵母菌的化学成分：水份，粗蛋白、类脂、糖份、灰分。它和其他微生物在成分上有何区别？主要表现在糖分，含量25-40%；4、发酵工业生产过程中的种子必须满足的条件有哪些？试想一想，提问5、酒母车间所用的培养基和生产车间区别：营养要丰富