甘蔗糖业  2002 Issue(2): 38-39   PDF    
温度对糖蜜酒精发酵的影响
尚红岩    
广州甘蔗糖业研究所, 广州 510316
摘要:温度对酵母的生长繁殖影响很大,在用固定化酵母进行糖蜜酒精发酵过程中,温度的变化主要影响酵母起种时间的长短,糖液流加速度,以及发酵速度的快慢.
关键词生长繁殖     固定化酵母     流加速度     发酵速度     酵母活性     起种    

温度是酵母生长最主要的条件之一,温度对 酵母的影响很大。酵母的生长发育是一个极其复 杂的生物化学反应,这种反应需在一定的温度范 围内进行,所以温度对酵母的整个生命过程都有 极其重要的影响,温度的变化会明显地影响酵母 的生长繁殖。酵母生存和繁殖的温度很宽,但其 正常的生活和繁殖温度是29-32℃。在很高或很 低的温度下酵母的生命活动会放缓或停止。酵母 生长的最高温度是38 ℃,最低温度是-5 ℃,在50 ℃酵母会死亡。

在糖蜜酒精生产中,酵母的生长繁殖受温度 的影响很明显。在传统的游离酵母发酵过程中, 温度的变化会影响糖蜜的流加速度和发酵速度。 在固定化酵母发酵过程中,温度会影响糖蜜流加 速度和发酵速度,以及固定化酵母的起种时间的 长短。目前大多数糖厂糖蜜酒精车间采用固定化 酵母发酵。不管采用何种酵母,都应该遵循酵母 的生长繁殖规律。下面结合一些糖厂的糖蜜酒精 生产实际,介绍一下温度对固定化酵母酒精发酵 的影响。

1 温度对固定化酵母起种时间的影响

固定化酵母起种时间指的是从酵母泡进稀糖 液中始计算,让酵母从载体中繁殖出来,到酵母 数达到1. 5亿或糖锤度降到足够低以满足发酵生 产工艺止所用的时间。温度的高低决定起种时间 的长短,在一定的温度范围内,温度低,起种时 间长;温度高,起种时间短。但温度过低,起种 时间太长,杂菌感染机会就会增大;温度过高, 会使酵母很快衰老,同时杂菌的生长也加快,使 酵母的种子受到影响,从而影响后面的酒精发 酵。所以,起种应根据实际情况控制在适当的温 度范围。温度和起种时间的关系见表1,其他的 控制条件为:在60m3的发酵罐中放人1.5t固定 化酵母,流加约40m3的18-20° Bx稀糖液起种。

表1 温度与起种时间的关系

从表中可以看出,随着温度的升高,起种时 间明显缩短。但考虑到温度过高,酵母容易老化, 一般综合考虑起种时间和酵母生殖特点,选择起 种温度在30℃左右,因为在此温度下酵母繁殖 状况最佳,并且起种时间较短。

2 温度对糖液流加速度的影响

温度影响酵母的生长繁殖,进而影响发酵罐 内的酵母数和酵母的发酵活性,而酵母数和酵母 发酵活性共同决定糖液流加速度。在酵母数一定 的情况下,温度越高,酵母发酵活性越强,发酵 速度越快,为了保证发酵罐内锤度稳定,糖液流 加速度就要越大,也就是糖液在发酵罐内停留越 短。以60m3发酵罐作为1号罐,放人1.5t固定 化酵母,流加18° Bx稀糖液,酵母数维持在1. 5 亿左右。根据生产实践得出发酵温度与糖液流加 速度及罐内停留时间关系如表2所示。

表2 发酵温度与糖液流加速度的关系

从表中可看出,随着温度的提高,糖液流加 速度增大,罐内停留时间缩短。在整个酒精生产 过程中,有时为了平衡发酵和蒸馏两个工段,通 过控制发酵温度来控制流加速度,是一个行之有 效的方法。

3 温度对发酵速度的影响

酵母发酵主要是酵母体内进行的一系列生物 化学反应,发酵速度主要由生物化学反应决定, 生物化学反应的快慢则取决于酶活力的大小,而 酶对温度极为敏感,在一定的温度范围内,随着 温度的升高,酶反应速度也逐渐升高。因此,温 度高低决定了发酵速度的快慢。温度高,发酵速 度快;温度低,则发酵速度慢。但如果温度过低, 发酵时间过长,容易出现发酵不够完全现象,致 使残糖偏高;温度过高,容易使酵母过早衰老, 后发酵无力,且易感染杂菌,也会使残糖偏高。通 常发酵温度应控制在一定的温度范围内,根据生 产需要,通过调控温度来控制发酵速度的快慢。

通常酵母繁殖的最适温度和最高活性的发酵 温度并不完全相同,一般繁殖最适温度是29-30 ℃,而最高活性的发酵温度则是30-32℃。大多 数糖蜜酒精生产采用双流加工艺流程,一号罐作 为酵母增殖罐,流加稀糖液;二号罐作为主发 酵罐,流加浓糖蜜,两个罐出于不同的目的应控 制在不同的温度范围。一号罐控制在29-30℃, 二号罐控制在30-32℃之间。三号罐以后一般不 流加糖液,只作为发酵罐,其温度控制在与二号 罐相近,一般不超过33℃。

4 结论

综上所述,温度在固定化酵母糖蜜酒精发酵 生产中起着非常重要的作用。温度不仅直接影响 酵母起种时间、糖液流加速度及发酵速度,而且 还能影响发酵周期的长短,杂菌感染的程度以及 发酵率的高低,并且对平衡整个酒精发酵生产起 着重要的作用。在发酵生产中,通过控制温度来 控制发酵速度是一个很有效的手段。

参考文献
[1]章克昌.酒精与蒸馏酒工艺学.北京:中国轻工业出版社,1995
[2] 吴佩琮,章克昌.酒精工业手册.北京:中国轻工业出版社,1995