高浓度糖蜜快速热澄清发酵酒精技术的研究

尚红岩，姚和平，高亚飞，徐日益，郭艺山，邓文伟，康劲菊

（1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2广东徐闻三和发展有限公司，广东徐闻524132；3耿马南华华侨糖业有限公司酒精分厂，云南耿马677513；4云南力量生物制品（集团）有限公司，云南昆明650031）

高浓度糖蜜快速热澄清发酵酒精技术的研究

尚红岩1，姚和平2，高亚飞1，徐日益1，郭艺山1，邓文伟3，康劲菊4

（1广州甘蔗糖业研究所 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东广州510316；2广东徐闻三和发展有限公司，广东徐闻524132；3耿马南华华侨糖业有限公司酒精分厂，云南耿马677513；4云南力量生物制品（集团）有限公司，云南昆明650031）

酒精高浓度发酵能够提高发酵醪液含酒分，可以节省酒精蒸馏蒸汽消耗量，减少酒精废醪液排放量，提高设备利用率，日益受到酒精生产企业的重视。目前糖蜜酒精生产发酵含酒分普遍偏低，糖蜜高浓度发酵面临很大困难，笔者认为主要原因是糖蜜中的灰分和胶体等杂质含量不断增高，会抑制酵母的繁殖和发酵，影响糖蜜高浓度发酵酒精。对糖蜜进行澄清处理是实现糖蜜酒精浓醪发酵的快捷途径，通过对糖蜜快速热澄清处理，得到糖蜜高浓度发酵酒精，与传统糖蜜酸化后发酵酒精相比，发酵含酒分明显提高，发酵成熟醪锤度降低。

高浓度糖蜜；快速热澄清；发酵酒精

0　前言

目前国内对高浓度发酵酒精的研究主要集中在淀粉酒精发酵，对糖蜜酒精研究很少，为数不多的研究主要集中在酵母菌种筛选［1-2］。糖蜜中因含有较高可发酵糖分、维生素和微量元素，是发酵生产酒精的良好原料，而目前国内糖蜜酒精生产发酵含酒分普遍不高，一般在10％（v/v）左右，低于玉米、木薯等淀粉原料的酒精发酵含酒分，其一般在12％（v/v）

左右。提高糖蜜发酵酒精含酒分不仅可以提高设备利用率，而且可以降低能耗和减少废液排放，显著提高酒精生产的经济效益，具有重要意义。常温下胶体和灰分分散在高粘度糖蜜中，随着糖蜜中的灰分和胶体等不断增高，糖蜜的酸化处理沉降分离效果变差，既使选育出耐高酒分酵母菌种，由于胶体和灰分对酵母发酵的抑制，应用到实际生产时也难以实现高酒分。本研究通过对糖蜜快速热澄清处理，尽可能排除无机盐灰分、胶体等物质，澄清后的糖蜜更容易实现高浓度发酵酒精。

1　材料与方法

1.1实验材料与设备

1.1.1实验材料

甘蔗糖蜜：广东徐闻三和发展有限公司生产。

菌株：高活性糖蜜酒精干酵母 SIRI08-11（广州甘蔗糖业研究所）。

1.1.2仪器设备

三角瓶（250、500 mL），容量瓶250 mL，量筒250 mL，温度计1～100℃，糖锤度计，酒度计，电热恒温培养箱。

1.2实验步聚

取2种甘蔗糖蜜，分析糖分和锤度。将糖蜜稀释至55～60 °Bx，加浓硫酸将pH值调至3.3～3.4，加 0.03％的尿素，将调好的浓糖蜜溶液分别对半装入500 mL三角瓶中，一个放在常温下澄清，另一个放入65℃的热水浴中恒温1 h。再将2种糖蜜澄清液分别稀释至25 °Bx（实验一）及30 °Bx（实验二），加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃电热恒温培养箱中发酵48 h，之后测定各样品的糖锤度及酒分。

2　结果与讨论

2.1糖蜜样品糖分及锤度

糖蜜1和糖蜜2的糖分和锤度如表1所示。

表1　糖蜜糖分及锤度

2.2实验一结果分析

糖蜜经过传统酸化与加热澄清处理后，稀释至25 °Bx，加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃电热恒温培养箱中发酵48 h，之后测定各样品的发酵酒分和锤度（2个糖蜜处理样品以A，B表示，糖蜜处理方式分别以“酸化”和“澄清”表示），数据对比见图1和图2。由表2、图1及图2可看出，糖蜜经加热澄清并稀释到25 °Bx后接种酵母发酵，2个样品发酵含酒分分别升高了0.43％（v/v）和0.40％（v/v）；发酵后糖锤度分别降低了1.87 °Bx和0.54 °Bx。

表2　25 °Bx糖蜜发酵酒分和锤度

2.3实验二结果分析

糖蜜经过传统酸化与加热澄清处理后，分别稀释到30 °Bx，加入活性干酵母0.5％，放入31～32℃电热恒温培养箱中发酵48 h，之后测定各样品的发酵酒分和锤度（2个糖蜜处理样品以C，D表示，糖蜜处理方式分别以“酸化”和“澄清”表示），数据对比见图3和图4。从表3、图3和图4中可以看出，糖蜜经过加热澄清并稀释到30 °Bx接入酵母发酵，2组样品发酵糖锤度分别下降0.64 °Bx和0.80 °Bx，含酒分分别升高1.08％（v/v）和0.40％（v/v）。

图1　酸化和快速热澄清后25 °Bx糖蜜发酵锤度对比

图2　酸化和快速热澄清后25 °Bx糖蜜发酵酒分对比

图3　酸化和加热澄清后30 °Bx糖蜜发酵锤度对比

表3　30 °Bx糖蜜发酵酒分和锤度

图4　酸化和加热澄清后30 °Bx糖蜜发酵酒分对比

糖蜜经加热澄清和传统酸化处理后分别稀释至25 °Bx和30 °Bx发酵，实验结果表明经过加热澄清后的发酵酒分明显升高，发酵锤度明显降低，发酵效果优于传统酸化处理。

3　展望与建议

目前糖蜜酒精生产主要是硫酸酸化处理，高浓度糖蜜常温下粘度大，澄清效果差，酸化时间即使长达4 h以上，也很少能排除灰分和胶体。糖蜜适当加热后，粘度下降，胶体通过絮凝作用吸附灰分，悬浮物沉降，糖蜜纯度提高，有利于高浓度发酵酒精，因此对糖蜜进行快速热澄清处理将成为高浓度发酵酒精的重要支撑技术［3］。通过以上研究表明，糖蜜加热澄清后，发酵酒精含酒分明显高于传统酸化处理，发酵后的锤度明显降低。发酵酒分提高可明显降低蒸馏蒸汽消耗，减少酒精废醪液的排放量，发酵锤度降低可减少污染物含量，有利于实现糖蜜酒精生产的节能减排。

［1］梁磊，张远平.基于基因组改组技术选育多重抗性乙醇酵母［J］.现代食品科技，2009，25（10）：1107-1114.

［2］陈东，陆琦.甘蔗糖蜜酒精高产酵母菌株MFl001的高浓发酵生产试验［J］.广西科学，2011，18（4）：385-391.［3］尚红岩.甘蔗糖蜜酒精无酸发酵应用现状与展望［J］.甘蔗糖业，2014（5）：57-59.

（本篇责任编校：李金玉）

Study on the Fermentation Technology of High Concentration of Molasses Alcohol Rapid Heating Clarification

SHANG Hong-yan1， YAO He-ping2， GAO Ya-fei1， XU Ri-yi1， GUO Yi-shan1， DENG Wen-wei3， KANG Jin-ju4
（1Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery， Guangzhou 510316；2Guangdong Xuwen Sanhe Development Co.Ltd， Xuwen， Guangdong 524132；3Gengma Nanhua Huaqiao Sugar Co.
Ltd， Gengma， Yunnan 677513；4Yunnan Power Biological Products （Group） Co.Ltd， Kunming 650031）

High concentrations of alcohol fermentation could improve fermentation ethanol contents， save alcohol distillation steam consumption， reduce waste liquor of alcohol， and improve the utilization rate of equipment.It had been paid more attention by alcohol production enterprises.The content of alcohol fermentation of molasses alcohol was generally low， so the molasses high concentration fermentation was facing great difficulties.The author thought that the main reason was ash and colloid impurities content in molasses increasing continuously， which could inhibit yeast growth and fermentation and affect the molasses fermentation of high concentration alcohol.The rapid clarification of molasses was a quick way to realize high concentration fermentation of molasses.The high concentration fermentation of molasses alcohol was obtained through the molasses rapid thermal clarification， compared with the traditional acidification fermentation of molasses alcohol， molasses alcohol fermentation liquor with clarification obviously improved， and mature fermented mash brix reduced.

High concentration of molasses； Rapid heating clarification； Fermentation alcohol

TS249.3

B

1005-9695（2016）03-0028-04

2016-04-11；

2016-06-06

广东省科技计划项目（2013B010102002、2014A010107017、2016B070701005）；广东省科学院专项经费（2016GDASPT-0208）作者简介：尚红岩（1974-），男，高级工程师，主要研究方向：生物发酵；E-mail：710771622@qq.com

尚红岩，姚和平，高亚飞，等.高浓度糖蜜快速热澄清发酵酒精技术的研究［J］.甘蔗糖业，2016（3）：28-31.