高濃度酒精發(fā)酵技術的研究進展

周松

摘要：工業(yè)發(fā)酵種類非常多，酒精發(fā)酵技術使用比較普遍，高濃度酒精發(fā)酵技術的發(fā)展歷史比較短，還需要進行深入研究。文章簡述高濃度酒精發(fā)酵過程，分析高濃度酒精發(fā)酵的弊端、優(yōu)勢，在文章結尾，分析高濃度酒精發(fā)酵的進展。

關鍵詞：高濃度；酒精；研究

隨著社會的發(fā)展，行業(yè)產(chǎn)生的污染源越來越多，給人們的生產(chǎn)生活造成困擾。另一方面，由于可利用資源有限，人們不得已必須開發(fā)新能源，為子孫后代造福。石油、汽油資源的開發(fā)越來越困難，和日益增長的需求成為對比，而酒精也許可以代替石油、汽油，因此人們對其進行了深入研究。酒精發(fā)酵技術誕生在上世紀20年代，發(fā)酵原料為糧食和植物纖維，完全符合可持續(xù)發(fā)展理念。緊隨其后，人們對酒精發(fā)酵技術也進行了研究。

1. 高濃度酒精發(fā)酵

高濃度酒精發(fā)酵就是發(fā)酵液和可溶性物質比例不超過18%，這種高濃度發(fā)酵技術之前被國外專業(yè)人員提出來。原始發(fā)酵液的可溶性物質、濃度比原則上不超過12%，超過就是高濃度酒精。在工業(yè)生產(chǎn)當中，發(fā)酵液的糖濃度比最高濃度不會超過20%。在酵母菌的發(fā)酵公式當中，糖的濃度過高，會直接導致乙醇濃度升高，乙醇濃度在升高之后，對酵母菌的發(fā)酵作用有直接的抑制作用。因此，工業(yè)生產(chǎn)酒精的過程中，糖濃度的控制要求十分苛刻。現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)酒精，基本上是使用純天然的谷物當做制作原料進行發(fā)酵，發(fā)酵后，里面含有超過20%的可溶性物質，這種發(fā)酵方式在工業(yè)生產(chǎn)當中比較常見，濃度非常高。人們認為高濃度發(fā)酵現(xiàn)象是因為流體當中含有大量超過30%的可溶性物質糖化醪，也有人認為流體當中可溶性物質含量高會導致酵母菌失活。因此高濃度發(fā)酵工藝并沒有在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用。

2. 高濃度發(fā)酵的具體運用

2.1 優(yōu)勢

低碳環(huán)保理念深入人心，低碳環(huán)保是21世紀各行業(yè)發(fā)展的最終目標，而工業(yè)發(fā)展導致環(huán)境污染，因此倡導可持續(xù)發(fā)展是工業(yè)長期發(fā)展的目標。工業(yè)酒精發(fā)酵技術的高濃度發(fā)酵工藝符合環(huán)保政策，和傳統(tǒng)酒精發(fā)酵形式相比較，在傳統(tǒng)酒精發(fā)酵中，100g發(fā)酵液當中含有16g可溶性物質，現(xiàn)代的發(fā)酵過程中同樣的發(fā)酵方式，可溶性物質高達32g。雖然可溶性物質增加，但是節(jié)約了大量工業(yè)用水，節(jié)水量大約是傳統(tǒng)生產(chǎn)中的二分之一。高濃度發(fā)酵技術不僅僅在工業(yè)用水方面達到節(jié)能效果，酒精生產(chǎn)量也非常明顯。在工業(yè)生產(chǎn)中，大大提升對機械設備的利用率，使用同樣的設備，提升生產(chǎn)產(chǎn)品量，而且生產(chǎn)效率也得到了提高，減少工業(yè)生產(chǎn)污染。因此，高濃度發(fā)酵技術符合當前社會的發(fā)展理念，應在全國范圍內(nèi)推廣使用。

2.2 缺陷

雖然高濃度發(fā)酵節(jié)省成本，提高了工作效率，但是同樣存在一些問題。比如在高濃度糖化醪發(fā)酵的過程中需要耗費大量的時間，并且發(fā)酵并不完全。因為發(fā)酵過程中有大量可溶性物質存在，在提取過程中發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)物質不符合標準且糖化醪的粘度非常大，不便運輸。

3. 高濃度酒精發(fā)酵的研究

20度是酒精發(fā)酵最為平常的溫度，低于20度，小麥糖化液大約有三分之一的可溶性固化物被完全發(fā)酵，之后發(fā)酵超過四分之一的酒精，在這個過程中能產(chǎn)生高粘度的糖化醪，導致發(fā)酵液的粘度增加。發(fā)酵液要控制好、處理好，才能夠達到最佳發(fā)酵狀態(tài)，因此高濃度酒精的發(fā)酵應該選擇低濃度的糖化醪發(fā)酵液，酒精的發(fā)酵質量才會提升。如果高濃度發(fā)酵中糖的濃度超過30%就會降低酒精的發(fā)酵速度；另外糖類含量過高會形成滲透壓，抑制酵母菌的生長導致酵母菌失活，發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質性能不能完全發(fā)揮出來。在酒精發(fā)酵的過程中，運用培養(yǎng)即可以提高酒精的耐受性，提高存活率，還可加快酒精發(fā)酵的速度。

結語：

綜上所述，高濃度酒精發(fā)酵技術還需要專業(yè)人員進行深入研究，控制其中的影響因素，爭取成為資源能源需求中重要的取代技術，滿足社會可持續(xù)發(fā)展需求。當前社會全面提倡低碳環(huán)保，高濃度酒精由于具備強大優(yōu)勢，運用在工業(yè)生產(chǎn)當中，已經(jīng)成為趨勢。在這種情況下，應該加強對高濃度酒精發(fā)酵技術的研究。

基金項目：

貴州省科技廳聯(lián)合基金項目重點項目（黔科合J字LKA[2012]03號）；貴州省教育廳自科項目（黔教科（2011054）號