專利名稱：一種酒精發酵液的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種酒精發酵液的制備方法，具體涉及一種利用少量酶使淀 粉質原料發酵制備酒精發酵液的制備方法。
背景技術：
酒精是一種重要的工業原料，酒精應用于食品工業、化工業、醫療事業和 醫藥事業等。酒精也是農產品深加工的一條重要途徑，隨著石油等自然資源的 日漸枯竭，以酒精等生物可再生能源作為代用燃料得到了許多國家的重視。日 本欲開發從生物質制取酒精的新途徑，巴西計劃更快推進酒精行動，泰國有靠 酒精來行駛的生態汽車，美國計劃將森林間整枝用于生產酒精。但由于酒精的 生產成本一直居高不下，以其作為石油產品的代用燃料未能得到普及。因此發 酵酒精要能成為可再生能源，尚需解決酒精生產的成本問題，而減少酒精生產 的能量投入，即降低酒精生產的能量消耗是首先要解決的主要課題。因為在生 產酒精的能量投入大于酒精燃料的能量產出時，酒精作為能源的意義就變得很 小了。
傳統的酒精生產工藝的能耗很高，尤其是其高壓蒸煮工段的能耗汽耗就占
到了整個生產工序能量投入的30%左右，并且由此而產生的生產冷卻用水量的猛 增也使酒精的生產成本增加。
為了降低酒精生產成本，各國學者進行了大量的研究，并設計了一些新工 藝和新方法來達到降低成本的目的。對傳統工藝進行改善，降低淀粉蒸煮工段 的能耗汽耗，減少生產用水量，以降低生產成本，成為研究的一個重點。由于 高濃度發酵具有設備利用率高、節約能耗、成本低等優點，所以也成為各國研 究者研究的重點領域。由于微生物酶制劑工業的快速發展，各種高效、價格低 廉的酶制劑被普遍應用到各種工業生產中，酒精工業也不例外。酒精生產主要 用的酶制劑是糖化酶和a -淀粉酶。當前市場上的一些糖化酶和a -淀粉酶能使
4絕大部分淀粉水解為酒精生產菌，即酵母，它是一種能利用的可發酵性糖，從 而使玉米原料低溫蒸煮，乃至生粉發酵生產酒精成為可能。但是，目前利用酶 制劑生粉發酵生產酒精尚處研發階段，況且現有的方法尚存在生產率低以及制 備過程不易操控的不足。
發明內容
本發明的目的在于提供一種酒精發酵液的制備方法，該制備方法酒精發酵 液的生產率高，而且制備過程簡單、易操控。 本發明的技術解決方案是
一種酒精發酵液的制備方法，其特殊之處在于包括以下步驟
1) 制粉漿
取淀粉質原料若干粉碎，再加入水攪拌均勻得到粉漿，該粉漿的粉水比 為1: 1, 5 1: 4;
2) 準備反應劑
準備反應劑，所述的酶制劑包括酵母，糖化酶以及輔助酶制劑，以淀粉
質原料的量為基數，所述酵母的量為0.01 0. 3%，所述糖化酶的量為50 400u/g，所述輔助酶制劑的量為0 0. 3%;
3) 制備酒精發酵液
將攪拌均勻的粉漿倒入發酵罐中，再向發酵罐中加入反應劑，溫度控制 在25 35。C，發酵罐的攪拌轉數控制在0 300轉/分鐘，反應60 110小時后 得酒精發酵液。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0 0. 3%、果膠 酶0 0. 3%以及酸性蛋白酶0 0. 3%集合的任一。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0. 1 0.3%、果 膠酶0. 1 0. 3%以及酸性蛋白酶0. 1 0. 3%集合的任一。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0.3%、果膠酶 0. 3%以及酸性蛋白酶0. 3%集合的任一。
上述加入水的溫度為30 40°C。上述粉漿的粉水比為1: 2.5。
上述酵母為釀酒高活性干酵母或其它釀酒發酵酵母。 上述淀粉質原料包括玉米、大米、小麥、高粱或馬鈴薯。
本發明的優點在于采用淀粉質原料，如玉米，完全省去蒸煮工段和液化工 段，省去了液化酶的使用，并也節省了其它酶的使用量，采用高濃度發酵技術， 既節省了蒸煮能耗和冷卻用水量，同時可獲得高濃度的酒精發酵液和高的淀粉 利用率，可節省后續蒸餾過程的能耗和冷卻水的消耗，與目前工藝相比，大大 降低生產成本。
具體實施例方式
一種酒精發酵液的制備方法，其特殊之處在于包括以下步驟
1) 制粉漿
取淀粉質原料若干粉碎，再加入水攪拌均勻得到粉漿，該粉漿的粉水比 為1: 1. 5 1: 4;
2) 準備反應劑
準備反應劑，所述的酶制劑包括酵母，糖化酶以及輔助酶制劑，以淀粉 質原料的量為基數，所述酵母的量為0.01 0.3%，所述糖化酶的量為50 400u/g，所述輔助酶制劑的量為0 0. 3%;
3) 制備酒精發酵液
將攪拌均勻的粉槳倒入發酵罐中，再向發酵罐中加入反應劑，溫度控制 在25 35t:,發酵罐的攪拌轉數控制在0 300轉/分鐘，反應60 110小時后 得酒精發酵液。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0 0.3%、果膠 酶0 0. 3%以及酸性蛋白酶0 0. 3%集合的任一為佳。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0. 1 0.3%、果 膠酶0. 1 0. 3%以及酸性蛋白酶0. 1 0. 3%集合的任一為佳。
以淀粉質原料的量為基數，上述的輔助酶制劑包括纖維素酶0.3%、果膠酶 0. 3%以及酸性蛋白酶0. 3%集合的任一為佳。上述加入水的溫度為30 4(TC為宜。
上述粉漿的粉水比為1: 2. 5為宜。
上述酵母為釀酒高活性干酵母或其它釀酒發酵酵母。 上述淀粉質原料包括玉米、大米、小麥、高粱或馬鈴薯。 實施例1
取玉米粉1千克，粉水比1: 3，釀酒高活性干酵母0. 1% (以原料為基數計，
下同)，糖化酶250u/g (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌 150轉/分鐘，25 35。C發酵84小時，發酵液酒精含量13. 9% (v/v， 2(TC時，下 同)，淀粉利用率為93. 1% (以100%酒精計，下同)。 實施例2
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 3% (以原料為基數 計，下同)，糖化酶400u/g (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉， 攪拌0轉/分鐘，25 35"發酵60小時，發酵液酒精含量11.2。/。 (v/v，2(TC時， 下同)，淀粉利用率為91.3% (以100%酒精計，下同)。 實施例3
取玉米粉l千克，粉水比l: 2，釀酒高活性干酵母0.2% (以原料為基數計， 下同)，糖化酶250u/g (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌 300轉/分鐘，25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量14. 9% (v/v， 2(TC時，下 同)，淀粉利用率為93.8% (以100%酒精計，下同)。 實施例4
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶250u/g， 纖維素酶O. 1% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/ 分鐘，28 3rC發酵84小時，發酵液酒精含量13. 2%，淀粉利用率為95. 1%。 實施例5
取玉米粉l千克，粉水比l: 2，釀酒高活性干酵母0.2% ，糖化酶400u/g， 纖維素酶O. 15% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/ 分鐘，28 3rC發酵84小時，發酵液酒精含量14. 8%，淀粉利用率為93. 1%。實施例6
取玉米粉1千克，粉水比1: 4，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶150u/g,
纖維素酶O. 15% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/ 分鐘，28 3rC發酵90小時，發酵液酒精含量12. 8%，淀粉利用率為94. 7%。
取玉米粉1千克，粉水比1: 2. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶250u/g， 果膠酶O. 1% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/分 鐘，28 3rC發酵95小時，發酵液酒精含量14. 8%，淀粉利用率為94. 5%。 實施例8
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶400u/g， 果膠酶0.05% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/ 分鐘，28 3rC發酵100小時，發酵液酒精含量14. 1%，淀粉利用率為94.7%。
實施例9
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.2% ，糖化酶150u/g， 果膠酶0.05% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/ 分鐘，28 3rC發酵103小時，發酵液酒精含量13.4%，淀粉利用率為94. 9%。 實施例10
取玉米粉1千克，粉水比1: 1. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶400u/g， 酸性蛋白酶0.15% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150 轉/分鐘，28 3rC發酵105小時，發酵液酒精含量15. 7%，淀粉利用率為94. 4%。 實施例11
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.3% ，糖化酶50u/g， 酸性蛋白酶O. 1% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉 /分鐘，28 3rC發酵106小時，發酵液酒精含量12. 9%，淀粉利用率為94. 6%。
實施例12
取玉米粉1千克，粉水比1: 2. 5，釀酒高活性干酵母0. 1% ，糖化酶250u/g， 酸性蛋白酶0.15% (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150
8轉/分鐘，28 3rC發酵90小時，發酵液酒精含量15.2%，淀粉利用率為95.7%。 實施例13
取玉米粉1千克，粉水比1: 2. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶200u/g， 酸性蛋白酶0.05% ，果膠酶0.05%，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪 拌150轉/分鐘，28 3rC發酵104小時，發酵液酒精含量14.8%,淀粉利用率 為95. 1%。
實施例14
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母O. 1% ，糖化酶400u/g， 酸性蛋白酶0.05% ，果膠酶0.05%，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪 拌150轉/分鐘，28 3rC發酵110小時，發酵液酒精含量12. 8%，淀粉利用率 為93. 5%。 實施例15
取玉米粉l千克，粉水比l: 3，釀酒高活性干酵母0. 3% ，糖化酶350u/g， 酸性蛋白酶0.05% ，果膠酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘， 28 3rC發酵90小時，發酵液酒精含量14. 8°/。，淀粉利用率為95. 5%。
實施例16
取玉米粉l千克，粉水比l: 2，釀酒高活性干酵母O. 1% ，糖化酶250u/g， 酸性蛋白酶0.05% ，果膠酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘， 28 31。C發酵90小時，發酵液酒精含量16. 8%，淀粉利用率為96.4%。
取玉米粉1千克，粉水比1: 2. 5，釀酒高活性干酵母0. 1% ，糖化酶250u/g, 酸性蛋白酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘， 25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量15.2%，淀粉利用率為95. 7%。 實施例18
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 3% ，糖化酶400u/g， 酸性蛋白酶0.05% ，纖維素酶O. 1%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘， 25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量14. 3%，淀粉利用率為95. 2%。實施例19
取玉米粉l千克，粉水比l: 3，釀酒高活性干酵母0.2% ，糖化酶250ii/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0. 05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/分鐘，25 35"C發酵90小時，發酵液酒精含量14. 5%，淀粉利用率為96.4%。
實施例20
取玉米粉l千克，粉水比l: 4,釀酒高活性千酵母O. 1% ，糖化酶50u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/分鐘，25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量13. 5%，淀粉利用率為94.4%。
實施例21
取玉米粉1千克，粉水比1: 1. 5，釀酒高活性干酵母0. 3% ，糖化酶50u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/分鐘，28 3rC發酵110小時，發酵液酒精含量12. 2%，淀粉利用率為92.6%。
實施例22
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶150u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘，28 3rC發酵60小時，發酵液酒精含量12.6%，淀粉利用率為93. 1%。 實施例23
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.3% ，糖化酶400u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘，25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量13.7%，淀粉利用率為95.4%。 實施例24
取玉米粉l千克，粉水比l: 2，釀酒高活性干酵母0.2% ，糖化酶200u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘，25 35。C發酵84小時，發酵液酒精含量15.2%，淀粉利用率為95. 1%。
實施例25
取玉米粉1千克，粉水比1: 1. 5，釀酒高活性干酵母0. 2% ，糖化酶400u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌100轉/分鐘，28
103rC發酵95小時，發酵液酒精含量16. 2%，淀粉利用率為95.6%。
實施例26
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.2% ，糖化酶50u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌150轉/分鐘，25 35。C發酵70小時，發酵液酒精含量9.4%，淀粉利用率為92.4%。
實施例27
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.3% ，糖化酶50u/g， 酸性蛋白酶O. 05% ，果膠酶0.05%，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪 拌150轉/分鐘，28 3rC發酵75小時，發酵液酒精含量13. 8%，淀粉利用率為 93. 1%。 實施例28
取玉米粉1千克，粉水比1: 3. 5，釀酒高活性干酵母0. 1% ，糖化酶50u/g， 酸性蛋白酶O. 05% ，果膠酶0.05%，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪 拌250轉/分鐘，28 3rC發酵80小時，發酵液酒精含量13. 8%，淀粉利用率為 93. 3%。 實施例29
取玉米粉l千克，粉水比l: 3，釀酒高活性干酵母0.3% ，糖化酶350u/g， 果膠酶0.05% ，纖維素酶0.05%，混合均勻，裝罐密閉，攪拌200轉/分鐘，25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量13.4%，淀粉利用率為94.6%。 實施例30
取玉米粉l千克，粉水比l: 4，釀酒高活性干酵母0.2% (以原料為基數計，下 同)，糖化酶400u/g (以原料為基數計，下同)，混合均勻，裝罐密閉，攪拌200 轉/分鐘，25 35。C發酵90小時，發酵液酒精含量13.9°/。 (v/v，2(TC時，下同)， 淀粉利用率為94. 1%。
ii
權利要求
1. 一種酒精發酵液的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)制粉漿取淀粉質原料若干粉碎，再加入水攪拌均勻得到粉漿，該粉漿的粉水比為11.5～14；2)準備反應劑準備反應劑，所述的酶制劑包括酵母，糖化酶以及輔助酶制劑，以淀粉質原料的量為基數，所述酵母的量為0.01～0.3％，所述糖化酶的量為50～400u/g，所述輔助酶制劑的量為0～0.3％；3)制備酒精發酵液將攪拌均勻的粉漿倒入發酵罐中，再向發酵罐中加入反應劑，溫度控制在25～35℃，發酵罐的攪拌轉數控制在0～300轉/分鐘，反應60～110小時后得酒精發酵液。
2. 根據權利要求1所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于以淀粉質 原料的量為基數，所述的輔助酶制劑包括纖維素酶0 0.3%、果膠酶0 0.3%以 及酸性蛋白酶0 0. 3%集合的任一。
3. 根據權利要求1所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于以淀粉質 原料的量為基數，所述的輔助酶制劑包括纖維素酶O. 1 0. 3%、果膠酶0. 1 0. 3% 以及酸性蛋白酶0. 1 0. 3%集合的任一。
4. 根據權利要求1所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于以淀粉質 原料的量為基數，所述的輔助酶制劑包括纖維素酶0.3%、果膠酶0.3°/。以及酸性 蛋白酶O. 3%集合的任一。
5. 根據權利要求1 4任一所述酒精發酵液的制備方法，其特征在于所述 加入水的溫度為30 40°C。
6. 根據權利要求5所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于所述粉漿 的粉水比為1: 2.5。
7. 根據權利要求6所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于所述酵母為釀酒高活性干酵母。
8.根據權利要求7所述的酒精發酵液的制備方法，其特征在于；所述淀粉 質原料包括玉米、大米、小麥、高粱或馬鈴薯。
全文摘要
本發明涉及一種利用少量酶使淀粉質原料發酵制備酒精發酵液的制備方法。包括以下步驟取淀粉質原料若干粉碎，再加入水攪拌均勻得到粉漿，準備反應劑，將攪拌均勻的粉漿倒入發酵罐中，再向發酵罐中加入反應劑，溫度控制在25～35℃，發酵罐的攪拌轉數控制在0～300轉/分鐘，反應60～110小時后得酒精發酵液。本發明的目的在于提供一種酒精發酵液的制備方法。本發明該制備方法酒精發酵液的生產率高，而且制備過程簡單、易操控。
文檔編號C12P7/06GK101463366SQ20071019926
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者鵬 賈 申請人:鵬 賈