玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的研究

于清政 梁春慧

摘 要：玉米是我國(guó)生產(chǎn)的主要農(nóng)作物之一，對(duì)于我國(guó)糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要的作用，而將玉米淀粉生料用來(lái)發(fā)酵酒精，能夠在很大程度上提升玉米的產(chǎn)值，發(fā)揮玉米生產(chǎn)的潛在價(jià)值，并且為我國(guó)能源的節(jié)約做出重要的貢獻(xiàn)，所以說(shuō)，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件受到了越來(lái)越多人們的關(guān)注，本研究便是從這個(gè)角度出發(fā)，對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的材料與方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并將重點(diǎn)探討不同因素對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的影響。

關(guān)鍵詞：玉米淀粉；酒精發(fā)酵工藝；影響因素

前言：目前，將玉米淀粉生料發(fā)酵酒精已經(jīng)成為玉米的另一個(gè)主要用途，在石油燃料儲(chǔ)量日益減少，環(huán)境污染嚴(yán)重的當(dāng)前社會(huì)，用玉米淀粉生料發(fā)酵的酒精作為一種情結(jié)能源受到了人們的高度重視，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精有望在減輕環(huán)境壓力的前提下為人們提供所需的能源，所以說(shuō)，加強(qiáng)對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的研究是非常重要的。

1.玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件概述

1.1 玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的材料

玉米淀粉生料發(fā)酵酒精需要一定的材料，主要包括原料、儀器和試劑等。原料主要是指玉米粉 、糖化酶、淀粉酶、活性干酵母等。在選擇玉米粉時(shí)要注意確保玉米粉無(wú)雜質(zhì)、無(wú)發(fā)霉情況，盡量選擇較新鮮的玉米粉。儀器主要是指溫度計(jì)、酒精計(jì)、膠頭滴管、pH試紙等，在儀器使用前一定要保證所選儀器的干凈衛(wèi)生，避免因?yàn)閮x器不合格的問(wèn)題影響玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的實(shí)驗(yàn)，從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確。試劑主要是指蒸餾水、檸檬酸等相關(guān)物質(zhì)。在玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的過(guò)程中，對(duì)于材料的要求極高。前文提到的材料是最為基礎(chǔ)的材料，根據(jù)具體的要求，添加其他材料，從而使得發(fā)酵的酒精達(dá)到預(yù)期的效果。對(duì)于基礎(chǔ)材料的選擇需要根據(jù)設(shè)定的要求，嚴(yán)格遴選，比如對(duì)原料的配比，原料的濕度情況以及原料的預(yù)處理情況來(lái)遴選進(jìn)行發(fā)酵的原料。對(duì)于儀器的選擇則是按照發(fā)酵酒精的基本生產(chǎn)流程需求來(lái)選取，對(duì)于儀器的基本要求就是儀器的精度要足夠，儀器的完好度要能保證，儀器的可靠性能要能得到確認(rèn)等。

1.2 玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的方法

當(dāng)前玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的方法主要分為酒精度的測(cè)定方法和反應(yīng)機(jī)理的過(guò)程分析。對(duì)于酒精度的測(cè)定主要是人工操作為主，然后結(jié)合測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)對(duì)酒精度的科學(xué)測(cè)定。其具體過(guò)程就是從成熟的發(fā)酵液中通過(guò)量筒取出一定量的該發(fā)酵液，具體的提取量以100毫升為一個(gè)單位，可以適當(dāng)多取一些單位的試劑，也可以多取幾次，以作重復(fù)測(cè)定過(guò)程使用。然后將取出的發(fā)酵液放入適當(dāng)?shù)恼麴s瓶中，加入等量的蒸餾水，然后將其混合均勻，使其成為物質(zhì)均勻的混合液體，然后對(duì)其進(jìn)行蒸餾操作，經(jīng)過(guò)蒸餾后得到餾液，然后將餾液取出對(duì)應(yīng)單位的體積，用酒精比重計(jì)來(lái)測(cè)定餾液中的酒精濃度。酒精度的測(cè)定是一個(gè)很重要的過(guò)程，為了得出測(cè)定結(jié)果保持準(zhǔn)確，可以重復(fù)測(cè)定來(lái)確定最終的酒精度。另外一個(gè)就是反應(yīng)機(jī)理分析，主要作用就是分析反應(yīng)過(guò)程和反應(yīng)生成物，從而優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)前主要的反應(yīng)機(jī)理就是利用糖化酶將淀粉和糊精轉(zhuǎn)化為單糖，然后通過(guò)厭氧菌的發(fā)酵作用進(jìn)行發(fā)酵，經(jīng)過(guò)一定的途徑使其轉(zhuǎn)化為酒精的主要物質(zhì)——乙醇。對(duì)于反應(yīng)機(jī)理的把控就能知道各個(gè)反應(yīng)環(huán)節(jié)需要注意的問(wèn)題，比如糖化穩(wěn)定，最適PH值等，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的生產(chǎn)過(guò)程。

2.玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的影響因素

2.1 發(fā)酵溫度對(duì)于玉米淀粉生料發(fā)酵效果的影響

玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的工藝條件有許多的影響因素，其中主要的影響因素之一就是發(fā)酵溫度。在其他條件一致的情況下，通過(guò)測(cè)量不同溫度下玉米淀粉生料的發(fā)酵效果，能夠得到的結(jié)論是：隨著溫度的增加，玉米淀粉生料發(fā)酵效果先上升后減小，在三十?dāng)z氏度左右時(shí)能夠達(dá)到最好的發(fā)酵效果，在溫度低于三十?dāng)z氏度時(shí)，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的發(fā)酵速度也會(huì)有所減少，在溫度高于三十?dāng)z氏度時(shí)，發(fā)酵的酒精會(huì)產(chǎn)生一定程度的揮發(fā)，使得發(fā)酵液體的酒精含量減少，從而造成了發(fā)酵資源和發(fā)酵原料的浪費(fèi)。從成分上來(lái)看，在四十?dāng)z氏度以下時(shí)，其他細(xì)菌的感染程度以及酒精的酸度會(huì)隨著溫度的升高而增多，而細(xì)菌的繁殖程度也與酒精的黏度和總糖含量有著密切的關(guān)系，會(huì)使得酒精的黏度和總糖含量發(fā)生一定的變化，當(dāng)溫度在三十?dāng)z氏度左右時(shí)酒精的酸度、黏度和總糖含量能夠達(dá)到較好的比例效果，所以說(shuō)，一般情況下，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的溫度都選在三十?dāng)z氏度左右。由以上可知，溫度對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件有著較大的影響，直接影響著酒精發(fā)酵的質(zhì)量。

2.2 攪拌對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵效果的影響

在玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的工藝條件諸多的影響因素中，還有一個(gè)主要的影響因素是攪拌。在其他條件一致的情況下，通過(guò)測(cè)量不同攪拌速度下玉米淀粉生料的發(fā)酵效果，能夠得到的結(jié)論是：隨著攪拌速度的加快，玉米淀粉生料的發(fā)酵效果越下降。之所以會(huì)隨著玉米淀粉生料攪拌速度的增加出現(xiàn)發(fā)酵效果下降的現(xiàn)象，是因?yàn)閿嚢杷俣鹊募涌鞎?huì)導(dǎo)致所攪拌的玉米粉顆粒較大，不利于玉米粉與空氣的接觸，減少玉米粉與空氣的接觸面積，也不利于玉米粉與其他發(fā)酵原料的充分混合和發(fā)揮作用，使得玉米粉和其他原料的活性降低，從而降低了發(fā)酵效率。而相反的是，如果玉米淀粉生料的攪拌速度較低，那么所攪拌的玉米粉顆粒就相對(duì)較小，從而使得玉米粉與空氣較充分的接觸，增加玉米粉與空氣的接觸面積，使得玉米粉與其他發(fā)酵原料的充分混合和發(fā)揮作用，能夠增強(qiáng)玉米粉和其他原料的活性，提高玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的發(fā)酵效率。所以說(shuō)，一般情況下，在玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的過(guò)程中要選擇低速攪拌。由以上可知，攪拌對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件有著較大的影響，直接影響著酒精發(fā)酵的酒精度。

2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵效果的影響

在玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的工藝條件諸多的影響因素中，還有一個(gè)主要的影響因素是發(fā)酵時(shí)間。在其他條件一致的情況下，通過(guò)測(cè)量不同發(fā)酵時(shí)間下玉米淀粉生料的發(fā)酵效果，能夠得到的結(jié)論是：隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精度先上升后減小，在50個(gè)小時(shí)左右時(shí)能夠達(dá)到最好的發(fā)酵酒精度，在發(fā)酵時(shí)間低于50個(gè)小時(shí)時(shí)，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的發(fā)酵酒精度成上升趨勢(shì)，酒精的酸度也隨著時(shí)間的增加而相應(yīng)的提高濃度。在發(fā)酵時(shí)間高于50個(gè)小時(shí)時(shí)，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的發(fā)酵酒精度成下降趨勢(shì)，酒精的酸度隨著時(shí)間的增加并沒(méi)有較大的改變，由以上種種分析，能夠得到玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的最佳發(fā)酵時(shí)間是50個(gè)小時(shí)左右。除此之外，通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，能夠得出發(fā)酵時(shí)間是玉米淀粉生料發(fā)酵酒精中最重要的影響因素。由以上可知，發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件有著較大的影響，直接影響著酒精發(fā)酵的酒精度和酒精酸度。

3.總結(jié)

近年來(lái)，對(duì)于玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的研究越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注，不僅僅是因?yàn)槲覈?guó)是玉米生產(chǎn)的大國(guó)，更因?yàn)橛衩椎矸凵习l(fā)酵酒精能夠減少自然資源的巨大消耗給我國(guó)健康可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)的壓力，能夠在一定程度上減少環(huán)境的污染。總的來(lái)說(shuō)，淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的研究對(duì)于促進(jìn)我國(guó)玉米的產(chǎn)值和我國(guó)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)的發(fā)展有重要的作用，對(duì)于玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件的研究也必將有更好的發(fā)展前景。

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