1
酒精生产工艺学
2
1．酒精生产原料
(1)薯类原料 甘薯, 木薯和马铃薯等 。
(2)谷物原料 玉米, 高梁, 大米和小麦等 。
(3)糖类原料 废糖蜜, 甘蔗, 甜菜等 。
(4)野生植物原料 椽子仁, 土茯苓, 楝树果等 。
(5)纤维原料 森林工业和木材加工工业的下脚料,
农作物秸秆, 甘蔗渣, 废纤维垃圾和废纸浆等 。
(6)其他原料 亚硫酸纸浆废液, 淀粉渣等 。
3
纤维素生产酒精工艺
4
5
? 2.淀粉质原料酒精生产的工艺流程
6
? 1.原料粉碎
? 2.蒸煮糊化
? 3.曲霉糖化 经蒸煮糊化后的醪液，通过曲霉菌
的淀粉酶进行糖化作用生成可发酵性糖，供酵
母菌利用。
? 曲霉菌是属于好气性的微生物，故在繁殖和生
长过程中要给以充分得空气，同时，淀粉酶的
形成也取决于所供给的空气量。
7
? 4.酵母发酵 酒精发酵是属于厌气性发酵
，在发酵过程中进行无氧呼吸，在此过
程中，发生着复杂的生物化学变化，既
有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水
解生成糖，也有蛋白质在曲霉蛋白酶水
解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分
被酵母吸收合成菌体细胞，另一部分则
被发酵，生成酒精和 CO2。
8
? 5.蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后
，在成熟发酵醪内，除含有酒精和大量
水分外，还含有固形物和许多杂质。蒸
馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来
，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格
的酒精，同时得到副产物杂醇油，还有
大量的酒糟（也称废醪）排除。
9
第二节 酒母的制备
? 一, 酒精生产对酵母菌的要求
? 二, 酒精生产中常用酵母菌及其特性
? 三, 酵母所需营养物质及其数量
? 四, 酒母培养与扩大培养工艺
? 五, 酒母培养设备结构的特点
? 六, 影响酒母质量主要因素的讨论
? 七, 液体曲酒母的特点
? 八,酒母培养异常现象与防治措施
10
一、酒精生产对酵母菌的要求
(1)含有较强的酒化酶，发酵能力强，而且迅速；
(2)繁殖速度快，具有很强的增殖能力；
(3)耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中
进行发酵；
(4)耐温性能好，能在较高温度下进行繁殖和发酵；
(5)抵抗杂菌能力强；
(6)耐酸能力强；
(7)生产性能稳定，变异性小；
(8)发酵时产生泡沫少。
11
二、酒精生产中常用酵母菌及其特性
? 酵母菌是一类单细胞微生物，繁殖方式以出芽
繁殖为主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形
较多。
? 从分类系统来讲，淀粉质原料酒精发酵常用的
菌种为真酵母属中的 啤酒酵母 (SdccHcromyce
SCereuisiae)及其变种，如拉斯 2号 (Rasse Ⅱ )、
拉斯 12号 (Rasse Ⅻ ),K字、以及从我国酒精生
产实践中筛选的南阳五号 (1300)、南阳混合
(1308)等酵母菌株。
12
? 用于酒精发酵的细菌主要有：厌氧发酵
单胞菌和棕搁发酵菌。对耐高温的嗜热
细菌 (40一 50℃ )和极端嗜热菌（ 65℃ ）的
筛选和应用也逐渐受到重视。
? 用于酒精发酵 (纤维素原料 )的霉菌有：粗
糙脉孢霉, 拟青霉, 链孢霉等 。 假丝酵
母可直接发酵木糖为酒精 。
13
(二 )酒精酵母的特性
1．繁殖速度快 如在麦汁小滴培养 24小时，一
个拉斯 12号酵母细胞，可以产生 55个子细胞
。
2．醪液浓度 一般酒精酵母在含 5％ (容量 )的酒
精发酵醪中，其发酵能力就减弱，当醪液中
酒精浓度含量达到 12％ (容量 )时，则停止发
酵。所以生产中常将糖化醪浓度控制在 15—
18Bx之间，发酵成熟醪的酒精含量约为 8—
9％ (容量 )。
14
3．培养温度 拉斯 12号酵母繁殖适温为 30— 33℃
，最低为 5℃,最高为 38℃ 。温度适宜，酵母
繁殖速度加快。温度过高或过低，都影响酵母
细胞的繁殖，甚至引起酵母的衰老或死亡。
4,PH值 发酵醪的 pH值与氧化还原电势有关系，
而氧化还原电势又与酵母的呼吸有直接关系。
酒精酵母可在 pH4.0— 6.0环境中进行繁殖，如
果醪液的 pH值低于 3，则酵母的活力大减。
15
三、酵母所需营养物质及其数量
? 1．碳源
? 酵母菌在繁殖过程中，吸收的糖分，一
方面用于合成菌体蛋白中的碳架，另一
部分转变为酵母菌的贮藏物质，还释出
一定能量，以供合成菌体物质时的能量
消耗。
16
? 2．氮源
? 酵母菌所需的含氮物质主要也是从淀粉质原料
中获得。但原料中含氮物质往往是大分子的蛋
白质，因此也必须经过蒸煮和曲霉菌中的蛋白
酶水解，生成小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸
后才能被酵母所向化。
? 如果原料中含氮量少时，也可补加无机氮，供
给酵母生长。生产上多采用 (NH4)2SO4为补充
氮源。
17
? 3．无机盐
? 酵母繁殖过程中需要的无机盐可从原料中获得
，一般不需另加。
? 4．维生素
? 酵母在生长繁殖过程中所需的维生素主要由糖
化醪中获得。
? 维生素易被 高温 所破坏，因此，在制备酒母糖
化醪时，不宜采用高温长时间的杀菌，以减少
维生素的损失。
18
四、酒母培养与扩大培养工艺
? (一 )酒母培养基的制备
? (二 )酒母的扩大培养
19
(一 )酒母培养基的制备
? 1．试验室阶段培养基的制备 酵母菌在试
验室培养阶段一般多采用米曲汁或麦芽
汁来做培养基。
20
2．酒母糖化醪的制备
? 酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后，采用淀粉质
原料来制做酒母糖化醪。
? 由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞，所以酒
母醪中除含有一定量的糖分外，还要求含有一定
量的氮和无机盐等其它营养物质，以供酵母菌合
成菌体细胞的需要。
? 此外，为了确保酵母菌能够顺利的繁殖，还要调
节酒母糖化醪的 pH值，以抑制杂菌生长。
21
(二 )酒母的扩大培养
? 扩大流程：
? 原菌 → 斜面试管 → 液体试管 → 三角瓶培养 → 卡
氏罐
? 这一阶段的培养，是扩大酒母种子的开始。生
产上希望在这一阶段培养得到细胞健壮，没有
杂菌的种子酵母。因此，无菌条件要求较严，
酵母培养基的营养成分要求也高。
22
(1)原菌 生产中使用的原始菌种应当是经过纯种
分离的优良菌种。保藏时间较长的原菌，在投
产前，应接入新鲜斜面试管进行活化，以便使
酵母菌处于旺盛的生活状态。
(2)斜面试管培养 将活化后的酵母菌在无菌条件
下接入新鲜斜面试管，于 28-30℃ 保温培养 3— 4
天，待斜面上长出白色菌苔，即培养成熟。
(3)液体试管培养 在无菌条件下，用接种针自斜
面试管挑取一环酵母菌体，接入装有 10毫升米
曲汁的液体试管，摇匀后，置 28— 30℃ 保温培
养 24小时左右，待液面冒出大量 CO2,即培养
成熟。
23
(4)三角瓶培养：接种时，应先用酒精消毒瓶口，
在无菌条件下，将液体试管全部接入小三角瓶
,28— 30℃ 条件下保温培养 15— 20小时，待液
面冒出大量 CO2泡沫，即培养成熟。
（ 5）卡氏罐培养 卡氏罐培养基可使用酒母糖化
醪，以使酵母逐渐适应大生产培养条件。卡氏
罐用的糖化醪应单独杀菌后备用，如果工厂卫
生管理条件较好，也可不杀菌。
24
25
2．酒母罐培养
? 从卡氏罐以后酒母扩大培养属于酒母车
间进行培养，其流程为：
? 卡氏罐 -→ 小酒母罐 -→ 大酒母罐 -→ 成熟
酒母送发酵车间
26
? (1)间歇培养法 此法是分小酒母罐与大酒母罐两个阶
段进行培养。
? 接入已培养成熟的卡氏罐酒母。通无菌空气或用机械
搅拌。
? 控制醪温在 28— 30℃ 进行培养,待醪液糖分降低 40—
45%，其酒精分含量在 3— 4%(容量 )左右，并且液面有
大量 CO2冒出，即培养成熟。
? 将此培养成熟的小酒母再按入已装好糖化醪的大酒母
罐中，同法于 28— 30℃ 继续培养，待大酒母罐中糖分
消耗 45— 50%，液面冒出大量 CO2时，培养即成熟，
即可送往发酵车间，做发酵接种用。
27
(2)半连续培养法 半连续培养法也叫循环培养法
。
? 将卡氏罐酒母接入小酒母罐，培养成熟后，分
割出三分之二接入大酒母罐进行培养，余下的
三分之一再补加新鲜酒母糖化醪连续培养，
? 培养成熟后再分割，如此反复以上操作。
? 大酒母培养成熟则可全部送发酵车间做接种用
。
28
? 目前多数酒精厂均采用半连续培养酒母
的方法。
? 利用这种方法培养酒母，可以 7— 10天换
一次新种，如果工厂卫生管理条件较好
，可以 1— 2个月换一次新种，这样不但
省去了繁琐的试验室阶段培养，而且也
使酵母在生产条件下进行了驯养，有利
于酵母菌的繁殖和发酵。
29
3．成熟酒母质量指标
(1)酵母细胞数 酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的
一项指标，也是反映酵母培养成熟的指标。成熟
的酒母醪其酵母细胞数一般为 l亿／毫升左右。
(2)出芽率 酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项
指标。出芽率高，说明酵母处于旺盛的生长期。
反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在
15— 30%。
(3)酵母死亡率 用美蓝对酵母细胞进行染色，如果
酵母细胞被染成蓝色，说明此细胞已死亡。正常
培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在 1%以
上，应及时查找原因采取措施进行挽救。
30
(4)耗糖率 酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指
标之一。成熟的酒母，耗糖率 -般要求控制在 40
一 50％。耗糖率太高，说明酵母培养已经过“
老”，反之则“嫩”。
(5)酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映
酵母耗糖情况，也反映酵母成熟程度。如果酒
母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培
养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会
因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成
酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股为
3— 4％ (容量 )。
31
(6)酸度 测定酒母醪中的酸度是观察酒母是
否被细菌污染的一项指标。如果成熟酒
母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸
细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又
发现有很多杆状细菌，则不宜做种子用
。
32
33
五、影响酒母质量主要因素
? 1.接种量与成熟酒母细胞数的关系
? 酵母接种量的大小与成熟酒母醪中
新增殖酵母细胞数关系不大。
34
2．接种量与培养时间的关系
? 接种量大，则培养时间可以缩短，酒母成熟快
? 开始接种时，易导致醪液被杂菌污染。
? 但接种量太大，也会增加扩大培养次数，增加设
备投资。
? 在酒母培养中，酒母接种量多控制在 1,5— l0。
接种后的醪液，经过 l0— 12小时培养成熟的酒母
醪细胞数可达 0.8— 1.2亿／毫升以上，此时就可将
成熟的酒母接到下一工序的醪中。
35
3．接种时间的掌握
? 从酵母茵繁殖规律曲线可以知道，酵母菌在增
殖过程中可分为适应期 (也称迟缓期 )、旺盛期
、静止期和衰退期四个阶段。
? 当达到旺盛期时，酵母的增殖能力特别强，酵
母生命活动处于旺盛阶段，醪液中酵母活细胞
数也迅速达最高峰。酒精生产中的酒母扩大培
养接种就是控制在这个时期。
36
? 4．酒母培养温度的控制 酵母菌在适宜生
长温度范围内，高温比低温繁殖稍快。
但高温培养酵母易于衰老。酒精生产中
酒母培养温度为 28— 30℃ 。由于酵母菌
在生长代谢过程中还要产生一定热量，
故应注意加强冷却，以保证酵母菌健壮
生长。
37
5．关于通风培养
? 酒母糖化醪中含有充足的氧时，酵母菌在吸收
营养后，由于其酒化酶受抑制，主要进行菌体
细胞合成，繁殖酵母细胞。酒母培养的目的是
要获得大量酵母细胞，所以在酒母培养过程中
通入适量的无菌空气，对酵母繁殖是有利的。
? 酵母菌在无氧条件下培养，主要进行发酵作用
，可使糖分转变为酒精和 CO2。 酵母菌在有氧
条件下进行酒精发酵时，由于进行了呼吸作用
，酒精产量大大降低，糖的消耗速度在单位时
间内也减慢。
38
6.关于防止杂菌污染
? 酒精生产除了对原始菌种进行定期分离纯化外
，在培养过程中加强无菌管理操作也是十分重
要的。因为目前多数酒精厂酒母培养仍在敞口
酒母罐中进行，因此对车间环境卫生要十分注
意。另外，在使用前，对罐体、管道的杀菌也
十分重要，尤其应当注意对某些管道死角加强
杀菌操作。
39
第七节 酒精发酵工艺
一, 糖化醪发酵的目的要求及设备结构特点
二, 酒精发酵机理
三, 酒精发酵工艺
四, 影响酒精发酵因素的讨论
五, 酒精发酵醪成熟
六, 酒精生产异常发酵, 杂菌污染及防治办法
七, 从 CO2中回收酒精
八, 淀粉出酒率和淀粉利用率
40
(一 )酒精发酵的基本理论
? 酒精发酵作用，是酵母菌把可发酵性的
糖，经过细胞内酒化酶的作用，生成了
酒精与 CO2,然后通过细胞膜将这些产
物排出体外
? 酒精是可以任何比例与水混合的，所以
由酵母体内排出的酒精便溶于周围的醪
液中。
41
（二）酒精发酵动态
? 酒精发酵过程从外观现象可以将其分为
如下三个发酵不同阶段：
? 1.前发酵期
? 2.主发酵期
? 3.后发酵期
42
1.前发酵期
? 在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母
细胞数还不多,由于醪液中含有少量的 溶解氧
和充足的营养物质，所以酵母菌仍能迅速地进
行繁殖，使发酵醪中酵母细胞繁殖到一定数量
。
? 在这一时期，醪液中的糊精继续被糖化酶作用
，生成糖分，但由于温度较低，故糖化作用较
为缓慢。
? 从外观看，由于醪液中酵母数不多，发酵作用
不强，酒精分和 CO2产生得很少，所以发酵醪
的表面显得比较平静，糖分消耗也比较馒。
43
? 前发酵阶段时间的长短，与酵母的接种量有
关。如果接种量大，则前发酵期短，反之则
长。前发酵延续时间一般为 l0小时左右。
? 由于前发酵期间酵母数量不多，发酵作用不
强，所以醪液温度上升不快。醪液温度控制
，在接种时为 26— 28℃,前发酵期温度一般
不超过 30℃ 。如果温度太高，会造成酵母早
期衰老，如果温度过低，又会使酵母生长缓
慢。
? 前发酵期间应十分注意防止杂菌污染，因为
此时期酵母数量少，易被杂菌抑制，故应加
强卫生管理。
44
2．主发酵期
? 酵母细胞已大量形成，醪液中酵母细胞数
可达 1亿／毫升以上。 由于发酵醪中的氧
气也已消耗完毕，酵母菌基本上停止繁殖
而主要进行酒精发酵作用。
? 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐渐增多。
? 因为发酵作用的增强，醪液中产生了大量
的 CO2。 随着 CO2的逸出，可以产生很强
的 CO2泡沫响声。
45
? 发酵醪的温度此时上升也很快。生产上
应加强这一阶段的温度控制。根据酵母
菌的性能，主发酵温度最好能控制在
30— 34℃
? 主发酵时间长短，取决于醪液中营养状
况，如果发酵醪中糖分含量高，主发酵
时间长，反之则短。主发酵时间一能为
12小时左右。
46
3．后发酵期
? 醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉
，醪液中尚残存部分糊精继续被曲作用
，生成葡萄糖。由于这一作用进行的极
为缓馒，生成的糖分很少，所以发酵作
用也十分缓慢。因此，这一阶段发酵醪
中酒精和 CO2产生得也少。
47
? 后发酵阶段，因为发酵作用减弱，所以
产生的热量也减少，发酵醪的温度逐渐
下降。此时醪液温度应控制在 30— 32℃
左右。如果醪液温度太低，糖化酶的作
用就会减弱，糖化缓慢，发酵时间就会
延长，这样也会影响淀粉出酒率。
? 淀粉质原料生产酒精的后发酵阶段一般
约需 40小时左右才能完成。
48
影响发酵时间的因素
? 整个发酵过程的时间长短，受糖化剂的种类、
酵母菌的性能、酵母接种量等因素的影响，
? 与接种、发酵方式和发酵温度的控制有关。一
般讲，接种和发酵温度高，则发酵时间短，反
之则长。
? 另外，由于连续发酵一开始即处于主发酵状态
，发酵时省去了前发酵期，所以一般较间歇发
酵时间为短。发酵总时间一般多控制在 60— 72
小时左右。
49
(三 )酒精发酵工艺
? 根据发酵醪注入发酵罐的方式不同, 可
以将酒精发酵的方式分为间歇式, 半连
续式和连续式三种 。
? (一 )间歇式发酵法
? (二 )半连续发酵法
? (三 )连续发酵
50
四、影响酒精发酵因素的讨论
? 1．稀释速度 在间歇发酵中，糖化醪要求
自接种后 8-10小时内加完，这样可以有
较长的后发酵时间，将糊精彻底水解发
酵。
? 酵母的繁殖速度取决于发酵醪营养物质
浓度，而营养物质的含量又取决于进料
和出料速度。所以，控制进料速度，就
可以控制酵母细胞数和营养成分。
51
? 2．发酵醪 pH值的控制。降低发酵醪中的 pH值
，是防止杂菌污染的有效措施之一。由于连续
发酵无菌条件要求较严，其 pH控制在 4.0一 4.5
为宜。间歇发酵 PH值可控制在 4.7-5.0。在上述
pH值范围内，较接近于糖化酶作用的最适 PH
值。
? pH值的控制，可用 H2SO4来调节。如果 PH值
太低，不但会抑制杂菌的繁殖，同时也会抑制
酵母菌的繁殖和代谢，还会使糖化酶钝化，影
响发酵成果。
52
3．发酵温度控制。酒精酵母繁殖温度为 27—
30℃,发酵温度 30— 33℃,生产中发酵醪温度
可根据发酵形式不同进行控制：
? 间歇发酵：接种温度 27— 30℃ ；发酵温度 30-
33℃ ；后发酵温度 30℃ ± 1℃ 。
? 连续发酵各罐温度控制在 30— 33℃ 。
4．发酵醪的滞流和滑漏问题。多级连续发酵要
求醪液保持先进先出。
53
5．多级连续发酵中发酵罐数量问题 多级连续发酵
是利用很多个罐进行串联，组成一个发酵罐组。
? 除了前面几个流加罐外，后面还要配合适量的罐
作为后发酵用，并使前后罐之间醪液保持一定的
浓度梯度。每一罐组用多少只发酵罐为宜，这主
要取决于发酵醪自进入第一只发酵罐起，到最后
一只发酵罐醪液成熟，醪液在几个罐内发酵时间
。
54
? 6．关于发酵醪浓度问题。糖化醪浓度稀，虽
然有利于酵母的代谢活动，提高出酒率，但是
浓醪发酵却有提高设备利用率，节省水、电、
汽、降低生产成本，增加产量的优点。因此，
生产上希望尽量采用浓醪发酵。
? 正常发酵醪浓度一股为 16一 18Bx,其发酵成熟
醪酒精含量为 8-9％ (容量 )。
55
? 7．关于缩短发酵时间 用糖蜜原料制造酒精，
发酵时间需要 24-32小时，如用淀粉质原料，则
需 60小时以上。
? 缩短发酵时间，需要设法加速水解支链淀粉中
以 1,6相结合的键。解决这个问题的方法是选
育糖化酶含量高的菌种，以加强糖化作用。
? 另外，采用连续发酵和选用发酵力强的酵母菌
种，也是加速发酵、缩短发酵时间的有力措施
。
56
综合利用
? 酒糟的综合利用
? CO2的综合利用
? 酒精酵母的综合利用
? 杂醇油和醛酯馏分的利用
57
酒精生产工艺学
2
1．酒精生产原料
(1)薯类原料 甘薯, 木薯和马铃薯等 。
(2)谷物原料 玉米, 高梁, 大米和小麦等 。
(3)糖类原料 废糖蜜, 甘蔗, 甜菜等 。
(4)野生植物原料 椽子仁, 土茯苓, 楝树果等 。
(5)纤维原料 森林工业和木材加工工业的下脚料,
农作物秸秆, 甘蔗渣, 废纤维垃圾和废纸浆等 。
(6)其他原料 亚硫酸纸浆废液, 淀粉渣等 。
3
纤维素生产酒精工艺
4
5
? 2.淀粉质原料酒精生产的工艺流程
6
? 1.原料粉碎
? 2.蒸煮糊化
? 3.曲霉糖化 经蒸煮糊化后的醪液，通过曲霉菌
的淀粉酶进行糖化作用生成可发酵性糖，供酵
母菌利用。
? 曲霉菌是属于好气性的微生物，故在繁殖和生
长过程中要给以充分得空气，同时，淀粉酶的
形成也取决于所供给的空气量。
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? 4.酵母发酵 酒精发酵是属于厌气性发酵
，在发酵过程中进行无氧呼吸，在此过
程中，发生着复杂的生物化学变化，既
有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水
解生成糖，也有蛋白质在曲霉蛋白酶水
解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分
被酵母吸收合成菌体细胞，另一部分则
被发酵，生成酒精和 CO2。
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? 5.蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后
，在成熟发酵醪内，除含有酒精和大量
水分外，还含有固形物和许多杂质。蒸
馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来
，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格
的酒精，同时得到副产物杂醇油，还有
大量的酒糟（也称废醪）排除。
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第二节 酒母的制备
? 一, 酒精生产对酵母菌的要求
? 二, 酒精生产中常用酵母菌及其特性
? 三, 酵母所需营养物质及其数量
? 四, 酒母培养与扩大培养工艺
? 五, 酒母培养设备结构的特点
? 六, 影响酒母质量主要因素的讨论
? 七, 液体曲酒母的特点
? 八,酒母培养异常现象与防治措施
10
一、酒精生产对酵母菌的要求
(1)含有较强的酒化酶，发酵能力强，而且迅速；
(2)繁殖速度快，具有很强的增殖能力；
(3)耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中
进行发酵；
(4)耐温性能好，能在较高温度下进行繁殖和发酵；
(5)抵抗杂菌能力强；
(6)耐酸能力强；
(7)生产性能稳定，变异性小；
(8)发酵时产生泡沫少。
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二、酒精生产中常用酵母菌及其特性
? 酵母菌是一类单细胞微生物，繁殖方式以出芽
繁殖为主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形
较多。
? 从分类系统来讲，淀粉质原料酒精发酵常用的
菌种为真酵母属中的 啤酒酵母 (SdccHcromyce
SCereuisiae)及其变种，如拉斯 2号 (Rasse Ⅱ )、
拉斯 12号 (Rasse Ⅻ ),K字、以及从我国酒精生
产实践中筛选的南阳五号 (1300)、南阳混合
(1308)等酵母菌株。
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? 用于酒精发酵的细菌主要有：厌氧发酵
单胞菌和棕搁发酵菌。对耐高温的嗜热
细菌 (40一 50℃ )和极端嗜热菌（ 65℃ ）的
筛选和应用也逐渐受到重视。
? 用于酒精发酵 (纤维素原料 )的霉菌有：粗
糙脉孢霉, 拟青霉, 链孢霉等 。 假丝酵
母可直接发酵木糖为酒精 。
13
(二 )酒精酵母的特性
1．繁殖速度快 如在麦汁小滴培养 24小时，一
个拉斯 12号酵母细胞，可以产生 55个子细胞
。
2．醪液浓度 一般酒精酵母在含 5％ (容量 )的酒
精发酵醪中，其发酵能力就减弱，当醪液中
酒精浓度含量达到 12％ (容量 )时，则停止发
酵。所以生产中常将糖化醪浓度控制在 15—
18Bx之间，发酵成熟醪的酒精含量约为 8—
9％ (容量 )。
14
3．培养温度 拉斯 12号酵母繁殖适温为 30— 33℃
，最低为 5℃,最高为 38℃ 。温度适宜，酵母
繁殖速度加快。温度过高或过低，都影响酵母
细胞的繁殖，甚至引起酵母的衰老或死亡。
4,PH值 发酵醪的 pH值与氧化还原电势有关系，
而氧化还原电势又与酵母的呼吸有直接关系。
酒精酵母可在 pH4.0— 6.0环境中进行繁殖，如
果醪液的 pH值低于 3，则酵母的活力大减。
15
三、酵母所需营养物质及其数量
? 1．碳源
? 酵母菌在繁殖过程中，吸收的糖分，一
方面用于合成菌体蛋白中的碳架，另一
部分转变为酵母菌的贮藏物质，还释出
一定能量，以供合成菌体物质时的能量
消耗。
16
? 2．氮源
? 酵母菌所需的含氮物质主要也是从淀粉质原料
中获得。但原料中含氮物质往往是大分子的蛋
白质，因此也必须经过蒸煮和曲霉菌中的蛋白
酶水解，生成小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸
后才能被酵母所向化。
? 如果原料中含氮量少时，也可补加无机氮，供
给酵母生长。生产上多采用 (NH4)2SO4为补充
氮源。
17
? 3．无机盐
? 酵母繁殖过程中需要的无机盐可从原料中获得
，一般不需另加。
? 4．维生素
? 酵母在生长繁殖过程中所需的维生素主要由糖
化醪中获得。
? 维生素易被 高温 所破坏，因此，在制备酒母糖
化醪时，不宜采用高温长时间的杀菌，以减少
维生素的损失。
18
四、酒母培养与扩大培养工艺
? (一 )酒母培养基的制备
? (二 )酒母的扩大培养
19
(一 )酒母培养基的制备
? 1．试验室阶段培养基的制备 酵母菌在试
验室培养阶段一般多采用米曲汁或麦芽
汁来做培养基。
20
2．酒母糖化醪的制备
? 酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后，采用淀粉质
原料来制做酒母糖化醪。
? 由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞，所以酒
母醪中除含有一定量的糖分外，还要求含有一定
量的氮和无机盐等其它营养物质，以供酵母菌合
成菌体细胞的需要。
? 此外，为了确保酵母菌能够顺利的繁殖，还要调
节酒母糖化醪的 pH值，以抑制杂菌生长。
21
(二 )酒母的扩大培养
? 扩大流程：
? 原菌 → 斜面试管 → 液体试管 → 三角瓶培养 → 卡
氏罐
? 这一阶段的培养，是扩大酒母种子的开始。生
产上希望在这一阶段培养得到细胞健壮，没有
杂菌的种子酵母。因此，无菌条件要求较严，
酵母培养基的营养成分要求也高。
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(1)原菌 生产中使用的原始菌种应当是经过纯种
分离的优良菌种。保藏时间较长的原菌，在投
产前，应接入新鲜斜面试管进行活化，以便使
酵母菌处于旺盛的生活状态。
(2)斜面试管培养 将活化后的酵母菌在无菌条件
下接入新鲜斜面试管，于 28-30℃ 保温培养 3— 4
天，待斜面上长出白色菌苔，即培养成熟。
(3)液体试管培养 在无菌条件下，用接种针自斜
面试管挑取一环酵母菌体，接入装有 10毫升米
曲汁的液体试管，摇匀后，置 28— 30℃ 保温培
养 24小时左右，待液面冒出大量 CO2,即培养
成熟。
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(4)三角瓶培养：接种时，应先用酒精消毒瓶口，
在无菌条件下，将液体试管全部接入小三角瓶
,28— 30℃ 条件下保温培养 15— 20小时，待液
面冒出大量 CO2泡沫，即培养成熟。
（ 5）卡氏罐培养 卡氏罐培养基可使用酒母糖化
醪，以使酵母逐渐适应大生产培养条件。卡氏
罐用的糖化醪应单独杀菌后备用，如果工厂卫
生管理条件较好，也可不杀菌。
24
25
2．酒母罐培养
? 从卡氏罐以后酒母扩大培养属于酒母车
间进行培养，其流程为：
? 卡氏罐 -→ 小酒母罐 -→ 大酒母罐 -→ 成熟
酒母送发酵车间
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? (1)间歇培养法 此法是分小酒母罐与大酒母罐两个阶
段进行培养。
? 接入已培养成熟的卡氏罐酒母。通无菌空气或用机械
搅拌。
? 控制醪温在 28— 30℃ 进行培养,待醪液糖分降低 40—
45%，其酒精分含量在 3— 4%(容量 )左右，并且液面有
大量 CO2冒出，即培养成熟。
? 将此培养成熟的小酒母再按入已装好糖化醪的大酒母
罐中，同法于 28— 30℃ 继续培养，待大酒母罐中糖分
消耗 45— 50%，液面冒出大量 CO2时，培养即成熟，
即可送往发酵车间，做发酵接种用。
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(2)半连续培养法 半连续培养法也叫循环培养法
。
? 将卡氏罐酒母接入小酒母罐，培养成熟后，分
割出三分之二接入大酒母罐进行培养，余下的
三分之一再补加新鲜酒母糖化醪连续培养，
? 培养成熟后再分割，如此反复以上操作。
? 大酒母培养成熟则可全部送发酵车间做接种用
。
28
? 目前多数酒精厂均采用半连续培养酒母
的方法。
? 利用这种方法培养酒母，可以 7— 10天换
一次新种，如果工厂卫生管理条件较好
，可以 1— 2个月换一次新种，这样不但
省去了繁琐的试验室阶段培养，而且也
使酵母在生产条件下进行了驯养，有利
于酵母菌的繁殖和发酵。
29
3．成熟酒母质量指标
(1)酵母细胞数 酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的
一项指标，也是反映酵母培养成熟的指标。成熟
的酒母醪其酵母细胞数一般为 l亿／毫升左右。
(2)出芽率 酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项
指标。出芽率高，说明酵母处于旺盛的生长期。
反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在
15— 30%。
(3)酵母死亡率 用美蓝对酵母细胞进行染色，如果
酵母细胞被染成蓝色，说明此细胞已死亡。正常
培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在 1%以
上，应及时查找原因采取措施进行挽救。
30
(4)耗糖率 酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指
标之一。成熟的酒母，耗糖率 -般要求控制在 40
一 50％。耗糖率太高，说明酵母培养已经过“
老”，反之则“嫩”。
(5)酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映
酵母耗糖情况，也反映酵母成熟程度。如果酒
母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培
养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会
因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成
酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股为
3— 4％ (容量 )。
31
(6)酸度 测定酒母醪中的酸度是观察酒母是
否被细菌污染的一项指标。如果成熟酒
母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸
细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又
发现有很多杆状细菌，则不宜做种子用
。
32
33
五、影响酒母质量主要因素
? 1.接种量与成熟酒母细胞数的关系
? 酵母接种量的大小与成熟酒母醪中
新增殖酵母细胞数关系不大。
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2．接种量与培养时间的关系
? 接种量大，则培养时间可以缩短，酒母成熟快
? 开始接种时，易导致醪液被杂菌污染。
? 但接种量太大，也会增加扩大培养次数，增加设
备投资。
? 在酒母培养中，酒母接种量多控制在 1,5— l0。
接种后的醪液，经过 l0— 12小时培养成熟的酒母
醪细胞数可达 0.8— 1.2亿／毫升以上，此时就可将
成熟的酒母接到下一工序的醪中。
35
3．接种时间的掌握
? 从酵母茵繁殖规律曲线可以知道，酵母菌在增
殖过程中可分为适应期 (也称迟缓期 )、旺盛期
、静止期和衰退期四个阶段。
? 当达到旺盛期时，酵母的增殖能力特别强，酵
母生命活动处于旺盛阶段，醪液中酵母活细胞
数也迅速达最高峰。酒精生产中的酒母扩大培
养接种就是控制在这个时期。
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? 4．酒母培养温度的控制 酵母菌在适宜生
长温度范围内，高温比低温繁殖稍快。
但高温培养酵母易于衰老。酒精生产中
酒母培养温度为 28— 30℃ 。由于酵母菌
在生长代谢过程中还要产生一定热量，
故应注意加强冷却，以保证酵母菌健壮
生长。
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5．关于通风培养
? 酒母糖化醪中含有充足的氧时，酵母菌在吸收
营养后，由于其酒化酶受抑制，主要进行菌体
细胞合成，繁殖酵母细胞。酒母培养的目的是
要获得大量酵母细胞，所以在酒母培养过程中
通入适量的无菌空气，对酵母繁殖是有利的。
? 酵母菌在无氧条件下培养，主要进行发酵作用
，可使糖分转变为酒精和 CO2。 酵母菌在有氧
条件下进行酒精发酵时，由于进行了呼吸作用
，酒精产量大大降低，糖的消耗速度在单位时
间内也减慢。
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6.关于防止杂菌污染
? 酒精生产除了对原始菌种进行定期分离纯化外
，在培养过程中加强无菌管理操作也是十分重
要的。因为目前多数酒精厂酒母培养仍在敞口
酒母罐中进行，因此对车间环境卫生要十分注
意。另外，在使用前，对罐体、管道的杀菌也
十分重要，尤其应当注意对某些管道死角加强
杀菌操作。
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第七节 酒精发酵工艺
一, 糖化醪发酵的目的要求及设备结构特点
二, 酒精发酵机理
三, 酒精发酵工艺
四, 影响酒精发酵因素的讨论
五, 酒精发酵醪成熟
六, 酒精生产异常发酵, 杂菌污染及防治办法
七, 从 CO2中回收酒精
八, 淀粉出酒率和淀粉利用率
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(一 )酒精发酵的基本理论
? 酒精发酵作用，是酵母菌把可发酵性的
糖，经过细胞内酒化酶的作用，生成了
酒精与 CO2,然后通过细胞膜将这些产
物排出体外
? 酒精是可以任何比例与水混合的，所以
由酵母体内排出的酒精便溶于周围的醪
液中。
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（二）酒精发酵动态
? 酒精发酵过程从外观现象可以将其分为
如下三个发酵不同阶段：
? 1.前发酵期
? 2.主发酵期
? 3.后发酵期
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1.前发酵期
? 在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母
细胞数还不多,由于醪液中含有少量的 溶解氧
和充足的营养物质，所以酵母菌仍能迅速地进
行繁殖，使发酵醪中酵母细胞繁殖到一定数量
。
? 在这一时期，醪液中的糊精继续被糖化酶作用
，生成糖分，但由于温度较低，故糖化作用较
为缓慢。
? 从外观看，由于醪液中酵母数不多，发酵作用
不强，酒精分和 CO2产生得很少，所以发酵醪
的表面显得比较平静，糖分消耗也比较馒。
43
? 前发酵阶段时间的长短，与酵母的接种量有
关。如果接种量大，则前发酵期短，反之则
长。前发酵延续时间一般为 l0小时左右。
? 由于前发酵期间酵母数量不多，发酵作用不
强，所以醪液温度上升不快。醪液温度控制
，在接种时为 26— 28℃,前发酵期温度一般
不超过 30℃ 。如果温度太高，会造成酵母早
期衰老，如果温度过低，又会使酵母生长缓
慢。
? 前发酵期间应十分注意防止杂菌污染，因为
此时期酵母数量少，易被杂菌抑制，故应加
强卫生管理。
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2．主发酵期
? 酵母细胞已大量形成，醪液中酵母细胞数
可达 1亿／毫升以上。 由于发酵醪中的氧
气也已消耗完毕，酵母菌基本上停止繁殖
而主要进行酒精发酵作用。
? 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐渐增多。
? 因为发酵作用的增强，醪液中产生了大量
的 CO2。 随着 CO2的逸出，可以产生很强
的 CO2泡沫响声。
45
? 发酵醪的温度此时上升也很快。生产上
应加强这一阶段的温度控制。根据酵母
菌的性能，主发酵温度最好能控制在
30— 34℃
? 主发酵时间长短，取决于醪液中营养状
况，如果发酵醪中糖分含量高，主发酵
时间长，反之则短。主发酵时间一能为
12小时左右。
46
3．后发酵期
? 醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉
，醪液中尚残存部分糊精继续被曲作用
，生成葡萄糖。由于这一作用进行的极
为缓馒，生成的糖分很少，所以发酵作
用也十分缓慢。因此，这一阶段发酵醪
中酒精和 CO2产生得也少。
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? 后发酵阶段，因为发酵作用减弱，所以
产生的热量也减少，发酵醪的温度逐渐
下降。此时醪液温度应控制在 30— 32℃
左右。如果醪液温度太低，糖化酶的作
用就会减弱，糖化缓慢，发酵时间就会
延长，这样也会影响淀粉出酒率。
? 淀粉质原料生产酒精的后发酵阶段一般
约需 40小时左右才能完成。
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影响发酵时间的因素
? 整个发酵过程的时间长短，受糖化剂的种类、
酵母菌的性能、酵母接种量等因素的影响，
? 与接种、发酵方式和发酵温度的控制有关。一
般讲，接种和发酵温度高，则发酵时间短，反
之则长。
? 另外，由于连续发酵一开始即处于主发酵状态
，发酵时省去了前发酵期，所以一般较间歇发
酵时间为短。发酵总时间一般多控制在 60— 72
小时左右。
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(三 )酒精发酵工艺
? 根据发酵醪注入发酵罐的方式不同, 可
以将酒精发酵的方式分为间歇式, 半连
续式和连续式三种 。
? (一 )间歇式发酵法
? (二 )半连续发酵法
? (三 )连续发酵
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四、影响酒精发酵因素的讨论
? 1．稀释速度 在间歇发酵中，糖化醪要求
自接种后 8-10小时内加完，这样可以有
较长的后发酵时间，将糊精彻底水解发
酵。
? 酵母的繁殖速度取决于发酵醪营养物质
浓度，而营养物质的含量又取决于进料
和出料速度。所以，控制进料速度，就
可以控制酵母细胞数和营养成分。
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? 2．发酵醪 pH值的控制。降低发酵醪中的 pH值
，是防止杂菌污染的有效措施之一。由于连续
发酵无菌条件要求较严，其 pH控制在 4.0一 4.5
为宜。间歇发酵 PH值可控制在 4.7-5.0。在上述
pH值范围内，较接近于糖化酶作用的最适 PH
值。
? pH值的控制，可用 H2SO4来调节。如果 PH值
太低，不但会抑制杂菌的繁殖，同时也会抑制
酵母菌的繁殖和代谢，还会使糖化酶钝化，影
响发酵成果。
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3．发酵温度控制。酒精酵母繁殖温度为 27—
30℃,发酵温度 30— 33℃,生产中发酵醪温度
可根据发酵形式不同进行控制：
? 间歇发酵：接种温度 27— 30℃ ；发酵温度 30-
33℃ ；后发酵温度 30℃ ± 1℃ 。
? 连续发酵各罐温度控制在 30— 33℃ 。
4．发酵醪的滞流和滑漏问题。多级连续发酵要
求醪液保持先进先出。
53
5．多级连续发酵中发酵罐数量问题 多级连续发酵
是利用很多个罐进行串联，组成一个发酵罐组。
? 除了前面几个流加罐外，后面还要配合适量的罐
作为后发酵用，并使前后罐之间醪液保持一定的
浓度梯度。每一罐组用多少只发酵罐为宜，这主
要取决于发酵醪自进入第一只发酵罐起，到最后
一只发酵罐醪液成熟，醪液在几个罐内发酵时间
。
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? 6．关于发酵醪浓度问题。糖化醪浓度稀，虽
然有利于酵母的代谢活动，提高出酒率，但是
浓醪发酵却有提高设备利用率，节省水、电、
汽、降低生产成本，增加产量的优点。因此，
生产上希望尽量采用浓醪发酵。
? 正常发酵醪浓度一股为 16一 18Bx,其发酵成熟
醪酒精含量为 8-9％ (容量 )。
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? 7．关于缩短发酵时间 用糖蜜原料制造酒精，
发酵时间需要 24-32小时，如用淀粉质原料，则
需 60小时以上。
? 缩短发酵时间，需要设法加速水解支链淀粉中
以 1,6相结合的键。解决这个问题的方法是选
育糖化酶含量高的菌种，以加强糖化作用。
? 另外，采用连续发酵和选用发酵力强的酵母菌
种，也是加速发酵、缩短发酵时间的有力措施
。
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综合利用
? 酒糟的综合利用
? CO2的综合利用
? 酒精酵母的综合利用
? 杂醇油和醛酯馏分的利用
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