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固态发酵设备-固态发酵设备塔柱式

浏览 724次发布时间:2023-07-24 

本文目录一览表:

  • 一、酵母菌固态发酵的条件是什么?
  • 二、发酵的秘密(固态、半固态、液态发酵,酒精、串酒的制作过程)
  • 三、酿酒知识-固态发酵法的四个特点
  • 四、固体发酵的应用
    • 一、酵母菌固态发酵的条件是什么?

      一、实验材料、仪器与试剂
      材料:酵母菌、酵母固态发酵酒醅、黄水等;
      仪器:气质联用仪、灭菌锅、窖粮糟、锥形瓶、烧杯、接种针、接种环、移液枪等;
      试剂:YPD培养基、糟醅浸汁液体培养基、蒸馏水等。
      二、实验步骤
      (一)、酵母活化
      1.1将保存菌种的EP管取出,4℃冰箱中解冻2-3h。
      1.2用牛皮纸包好130个平板(每个包12个)、4支接种针、130支10mL试管,并将1000mL蒸馏水(洗脱酵母用,130*5=650mL,实验时制备1000mL)分装至4个500mL锥形瓶中,塞好棉花塞后,用牛皮纸包好,121℃灭菌20min,灭菌完成后移至超净工作台冷却,备用。
      1.3配制YPD培养基(130株菌,共计130*30mL=3900mL,实验时制备4000mL备用)
      (1)称取40g酵母膏, 80g蛋白胨于4000ml水中,加入80g琼脂粉于电磁炉专用锅(2个)中,加热搅拌溶解,用盐酸与氢氧化钠溶液调pH为4.5,分装至16个500mL锥形瓶中;
      (2)塞好棉花塞后,用牛皮纸包好,121℃灭菌20min;
      (3)灭菌完成后移至超净工作台冷却至50℃-60℃,制备平板共计130个。
      1.4接种酵母,培养
      (1)在超净工作台上,用接种针将EP管中的酵母挑取到制备好的平板上划线(每株菌一个平板);
      (2)贴好标签后,移至恒温培养箱中28℃培养至形成肉眼可见的单菌落。
      1.5制备酵母菌悬液
      (1)在超净工作台上,向平板中加入5mL先前制备好的无菌蒸馏水(条件允许时用酵母生理盐水),用接种针挑动,洗脱菌落,得酵母菌悬液;
      (2)移至10mL试管中,塞好棉花塞后,贴好标签,备用。
      (二)、实验设备转移(实验室至生产现场)
      1.准备约140个玻璃发酵坛(每株菌一个共130个,空白糟醅(未拌酒曲)一个、生产厂方发酵生产糟醅(加无菌水5%)一个、发酵完成但未蒸馏的糟醅一个、老师实验用2个、其它5个),装箱;
      2.准备150双塑料手套、一张约10平方米塑料纸、150张保鲜膜、10个50mL烧杯(拌黄水与菌种用)、4支玻璃棒,2-4壶开水(在厂方接取)等;
      3.将上述物品与制备好的酵母菌悬液(试管)一并用车带至生产厂方,备用。
      (三)、接种、拌和、封坛
      1.将10平方米的塑料纸铺开,铲取130*700=91000mL约130*500=65000g=65kg(实验时可相应增加使用量)的糟醅(未拌酒曲)于塑料纸上;
      2.分2-4组,拌和。每株菌用35mL黄水、700mL(500g)糟醅、5mL酵母菌悬液。
      (1)用开水将烧杯与玻璃棒灭菌,冷却;
      (2)移取700mL(500g)糟醅于一张保鲜膜上,将35mL黄水与5mL酵母菌悬液在烧杯中用玻璃棒拌匀后倒在糟醅上,带上手套拌和均匀(每株菌用一双手套、烧杯与玻璃棒拌菌后用开水灭菌,冷却);
      (3)将拌好菌的糟醅移至发酵坛中,压至理想程度后,盖上坛盖,用细沙封口,贴好标签。
      (4)操作完成后带走垃圾并打扫好卫生。
      (5)将发酵坛转车运回实验室30℃恒温培养30d(开空调调温),定期观察记录。

      二、发酵的秘密(固态、半固态、液态发酵,酒精、串酒的制作过程)

      白酒的酿造过程分为两步。第一步用米曲霉、黑曲霉、黄曲霉等将淀粉分解成糖类,也就是糖化过程。第二步则由酵母菌再将葡萄糖发酵产生酒精、白酒的香味浓,主要是由于在发酵过程中会产生酯类、高级酯类、挥发性游离酸等。

      白酒的发酵原理表明;白酒酿造多是固态发酵,其主要产物是乙醇。通过分析检测发现,白酒中大部分是乙醇和水,还含有占总量2%左右的其他香味物质。由于这些香味物质在酒中种类的多少和相互比例的不同,使得酒有别于酒精。白酒中的香味物质主要是醇类、酯类、醛类、酮类、芳香族化合物等物质。生产步骤:淀粉一葡萄糖·乙醇一一蛋白质→氨基酸一醇、醛、酮等物质的过程。

      1.固态发酵法

      采用固态发酵法酿造白酒是我国独有的传统工艺。与现代新工艺的粮食粉碎直接加水加酒曲发酵不同,传统固态酿酒要经过泡粮、初蒸、焖粮、复蒸、发酵、蒸馏、陈酿、勾调等工序。固态纯粮发酵有以下特点。

      (1)采用间隙式、开放式生产,并能用多菌种混合发酵:固态法白酒除燕煮、蒸馏之外,其余环节均属于开放式酿造。种类和数量繁多的微生物通过空气、原料、土壤、工具、水等渠道进人酒醅,以促成和保证酒的风味和出消率的提高。

      (2)低温蒸煮、低温糖化发酵:固态法酿酒蒸煮温度较低,避免了高温、高压,这对促成酒醅在较低的温度下糖化和发酵,以保证酒的风味和出酒率的提高。

      (3)采用配醅调节淀粉浓度和酸度:传统固态发酵大都采用配糟或者加辅料的方法来调节淀粉浓度和酸度,利于蒸煮糖化和发酵。一般固态酒醅经过蒸馏后酒精中还含有一定量残余淀粉。配糟再发酵则可以将它们充分转化为酒。

      (4)固态酿酒是蒸馏:固态法白酒蒸馏都采用传统的固态烧酒酿酒设备。不仅是浓缩与分离酒精的设备,也是白酒的增香设备。纯粮固态发酵白酒采用的是完全传统的酿酒工艺,以粮谷为主要原料,以大曲、小曲或麸曲及酒母等为糖化发酵剂,经蒸煮、糖化、发酵后,用传统小型烧酒设备经高温蒸馏后得到的白酒。

      固态发法的种类;根据所用糖化、发酵菌种和酿造工艺的不同,固态发酵法可分为大曲酒、小曲酒、麸曲酒三大类生产方法。

      (1)大曲酒生产方法:大曲酒,以大曲为糖化、发酵、生香剂。大曲的原料主要是小麦、大麦,有的还会加上一定数量的碗豆。大曲又分为中温曲、高温曲和超高温曲。大曲酒所酿的酒质量较好,多数名酒均以大曲酿成。

      (2)小曲酒生产方法:小曲酒生产方法在我国南方比较盛行,它以小曲为糖化发酵剂生产白酒。所用原料有大米、高梁、玉米、稻谷、小麦等。其生产工艺主要有三类:先固态培菌糖化后发酵法(如川法小曲酒),边糖化边发酵法,配醅固态发酵法。

      (3)麸曲酒生产方法:麸曲酒生产方法以高粱、玉米、薯干及高粱糠等为原料,以纯培养的曲霉菌及纯培养的酒母作为糖化发酵剂,发酵时间较短。由于生产成本较低,为多数酒厂采用,此种类型的酒产量较大。

      2.半固态发酵法

      先培菌糖化后发酵法:先培菌糖化后发酵法是生产米香型白酒的典型生产工艺,以大米为原料,采用小曲半固态发酵。前期是固态,主要进行培菌和糖化过程;后期为半液态发酵,再经过蒸馏而制成米香型白酒。其产品具有米香纯正、清雅、入口绵甜、爽冽,回味怡畅的典型风格。广西桂林的三花酒和全州湘山酒就是米香型白酒的典型代表。

      边糖化边发酵法:边糖化边发酵法是以大米为原料、以酒曲饼为糖化发酵剂,在半固态状态下,经边糖化、边发酵后蒸馏而成的小曲米酒的酿制方法,主要被我国南方一些省用来酿制米酒和豉味玉冰烧酒。在广东,鼓味玉冰烧酒是一种典型的酒类,其历史悠久,作为一种传统的特产,深受广大群众和华侨及港澳同胞的欢迎。

      3.液态发酵法

      液态发酵法以液态发酵为基础,经不同的蒸馏及调味方法生产出白酒。狭义上讲。液态发酵法是指原料的糊化、糖化、发酵和蒸馏等工艺。而从广义上讲,凡是以液态发酵生产的酒基为基础,再经串香、调香等方法生产出液态酒酿白酒都属于液态法酿酒的范畴。除了全液态法白酒外,还包括串香白酒、固液勾调白酒和调香白酒。通过液态法生产出来的白酒习惯上又称为新型白酒。

      液态发酵法分类

      (1)全液态发酵法:全液态发酵法又称一步法。基本上就是简单的酒精生产方法,从原料蒸煮、糖化、发酵直到蒸馏,基本上采用酒精生产的设备,在工艺上注意吸取白酒的传统操作特点,完全摆脱了固态发酵法生产方式,使生产过程达到机械化水平。

      (2)串香法:串香法的具体做法很多。有的与麸曲固态法白酒相结合,即先将酒精放人底锅再将酒醅装甑,然后蒸馏,使酒精蒸气通过酒醅而将酒醅中的香味成分带入酒中,以增加白酒的香味。有的在固态法白酒中加入产酯酵母培养液,培养香糟后,再装甑串香。还有的用酒醅加曲再发酵做成香醅后,进行串香等,各有特色。

      (3)固液结合法:固液结合法综合固态和液态生产方法的优点,以液态法生产的优级食用酒为酒基,经脱臭除杂,利用固态法的酒糟、酒头、酒尾或固态法白酒增香来提高液态法白酒的质量、故又称为液态除杂、固液结合增香法。

      (4)调香法:以脱臭的食用酒精为酒基、配入具有白酒香气的香味液或食用香精香料,经勾兑而成液态法白酒,这一工艺又称为调香勾兑法。它与申香法或浸燕法相比,省略了复燕操作,从而避免了酒精的损耗,节约了蒸汽与劳动力、生产效率高。这一方法最简单,而且不同风格香型的白酒都可以人为地控制。因此,也是众所期望的一种好方法。但在实际工作中发现,由于白酒的香味成分复杂。含量少面种类多,不可能以少数几种化学香料调制出合乎要求的白酒来。又由于白酒的香味成分剖析工作尚不够完善,对它们之间的量比关系和平衡关系还未完全了解清楚,这就造成了调香勾兑技术的复杂性。

      固体发酵的应用

      三、酿酒知识-固态发酵法的四个特点

      饮料酒生产如啤酒和葡萄酒等酿造酒,一般都是采用液态发酵,另外白兰地、威士忌等蒸馏酒也是采用液态发酵后,再经蒸馏制成。而我国白酒采用固态酒醅发酵和固态蒸馏传统操作,是世界上独特的酿酒工艺。

      固态发酵法白酒生产特点之一,是采用比较低的温度,让糖化作用和发酵作用同时进行,即采用边糖化边发酵工艺。 淀粉酿成酒必须经过糖化与发酵过程。一般糖化酶作用的最适温度在50–60℃。 温度过高,酶被破坏的量就会愈大,当采用20-30℃低温时,糖化酶作用缓慢,故糖化时间要长一些,但酶的破坏也能减弱。 因此,采用较低的糖化温度,只要保证一定的糖化时间,仍可达到糖化目的。酒精发酵的最适温度为28-30℃,在固态发酵法生产白酒时,虽然入窖开始糖化温度比较低(18-22℃),糖化进行缓慢,但这样便于控制。因开始发酵缓馒些,则窖内升温慢,酵母不易衰老,发酵度会高。而开始糖化温度高,则糖分过多积累,温度又高,杂菌容易繁殖。在边糖化边发酵过程中,被酵母利用发酵的糖,是在整个发酵过程中逐步产生和供给的,酵母不致过早地处于浓厚的代谢产物环境中,故较为健壮。

      第二个特点是,发酵过程中水分基本上是包含于酿酒原料的颗粒中。 由于高梁、玉米等颗粒组织紧密,糖化较为困难,更由于是采用固态发酵,淀粉不容易被充分利用,故对蒸酒后的醅需再行继续发酵,以利用其残余淀粉。常采用减少一部分酒糟,增加一部分新料,配醅继续发酵,反复多次,这是我国所特有的酒精发酵法,称谓续渣发酵(续粮发酵)。

      第三个特点是采用传统的固态发酵和固态蒸馏工艺,以产生具典型风格的白酒。 近年来,通过对固态法白酒和液态法白酒在风味上不同原因的深入研究,认为固态法白酒采用配醅发酵,并且配醅量很大(为原料的3-4倍),可调整入窖的淀粉浓度和酸度,达到对残余淀粉的再利用。这些酒醅经过长期反复发酵,其中会积累大量香味成分的前体物质,经再次发酵被微生物利用而变成香味物质。例如糖类是酒精、多元醇和各种有机酸的前体物质;酸类和醇类是酯类的前体物质;某些氨基酸是高级醇的前体物质,而酒精是乙酸的前体物质等。当采用液态发酵时不配醅,就不具备固态发酵时那样多的前体物质,这就是两种制酒工艺使白酒风味不同的原因之一。此外,在固态发酵时窖内固态、液态和气态三种状态的物质同时存在,根据研究得出同一种微生物生活在均一相内(如液态、固态或气态)与生活在两个不同态的接触面上(这种接触面称作界面),其生长与代谢产物有明显不同,这就是说界面对微生物的生长有影响。而固体醅具有较多的气-固、液-固界面,因此与液态发酵会有所不同。如以曲汁为基础,添加玻璃丝为界面剂,以形成无极性的固液界面,进行酒精酵母的发酵对比试验,其结果酸、酯都有所增加,高级醇增加幅度较小,酒精含量有所降低。

      固态白酒生产是将发酵后的酒醅以手工装入传统的蒸馏设备—甑桶中,在甑桶中蒸出的白酒产品质量较好,这是我国几百年来劳动人民的一大创造,这种简单的固态蒸馏方式,不仅是浓缩分离酒精的过程,而且又是香味的提取和重新组合的过程。 用液态发酵醪加入清蒸后的稻壳进行吸附后,再仿固体酒醅装配蒸馏操作,另将固态发酵酒醅加水后采用液态釜式蒸馏,两种不同蒸馏方式所生产的白酒在口味上前者接近固态发酵法白酒,而后者则类似于液态白酒。一种是串蒸操作,即将液体酒装入甑桶底锅,桶内装入固态发酵酒培,这样酒醅中酒精和香味成分会在蒸馏过程中串入酒中。另一种是浸蒸操作,即是将洒醅加入到液体酒中然后蒸馏得到产品。对比结果,串蒸酒成品中酸、酯含量要比浸蒸酒高得多。而固态蒸馏操作相似于串蒸操作。目前液态白酒蒸馏不论是用泡盖式蒸馏塔或釜式蒸馏设备都类似于浸蒸操作。故蒸馏方法的不同是构成液态法白酒和固态法白酒质量上差异的又一重要因素。这说明用传统的、独特的固态发酵和固态蒸馏生产白酒的工艺在提高产品质量上确实有其独到之处。

      固态发酵法生产特点之四,是在整个生产过程中都是敞口操作,除原料蒸煮过程能起到灭菌作用外,空气、水、工具和场地等各种渠道都能把大量的、多种多样的微生物带入到料醅中,它们将与曲中的有益微生物协同作用,产生出丰富的香味物质,因此固态发酵是多菌种的混合发酵。 实践证明,名酒生产厂,老车间的产品常优于新车间的,这是与操作场所存在有益菌比较多有关。

      四、固体发酵的应用

      固体发酵法目前主要用在传统的发酵工业中。例如:酱油的生产,从菌种培养到制曲,再到发酵都采用固体法。发酵条件相对比较开放,工艺简单,设备要求简单,成本相对比较低。虽然最近有的厂家也采用深层液体发酵,但在口味上明显与固体发酵无法比拟。又如在食醋的生产上有的厂家采用前液后固,目的在于提高食醋的风味。

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