酒精发酵与白酒酿造实习报告

《生物工程大实验（1）实习报告》姓名112101078 蔡旻旻

112101079 刘洋

112101081 吴童童

112101082 龚伟发

112101083 肖宇康

班级生物工程1103班

成绩

二○一三年十二月

Ⅰ淀粉质原料酒精发酵技术 (3)

前言 (4)

1方法 (6)

1.1原料处理 (6)

1.1.2酒母的制备 (6)

1.1.3液化 (6)

1.1.4糖化 (6)

1.1.5指标的检测 .................................................................................. 错误！未定义书签。

1.1.6酵母活菌数的测定方法 (7)

2结论 (7)

Ⅱ白酒生产技术 (8)

前言 (9)

1方法及材料 (9)

1.1试剂及仪器 (9)

1.2方法 (9)

1.2.1泡粮 (9)

1.2.2 初蒸 (10)

1.2.3 煮粮焖水 (10)

1.2.4 复蒸煮 (10)

1.2.5 出甑，摊凉 (10)

1.2.6 30℃培养...................................................................................... 错误！未定义书签。

1.2.7蒸酒 (10)

2.1白酒中甲醇的测定 ................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1.1试剂 (12)

3.1标准曲线制作 (12)

3.1.1试样的测定 (13)

4.1白酒中总酯的测定 (13)

4.1.1计算 (13)

4.1.2结果的允许差 (13)

5.1白酒中总酸的测定 (14)

5.1.1试剂 (14)

5.1.2配置 (14)

5.1.3标定 (14)

5.1.4计算氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度 (14)

5.1.5计算 (14)

Ⅰ淀粉质原料酒精发酵技术

摘要

酒精作为一种新型的清洁原料，随着酒精应用范围的日益扩大，需求量也逐渐上升，为了提高酒精的产量各种酒精生产方法随之而产生。我国用淀粉质原料生产的酒精产量占总产量的95.5%。在可以预见的相当长的时间内，这个比例还不会有很大的改变。因此，了解淀粉质原料酒精生产工艺存在的问题很重要。我们选用了淀粉质原料大米作为酒精生产的原料，通过酒母的制备，原料的粉碎及蒸煮、液化、糖化、酒精发酵、蒸馏、指标的监测后，测得最终产品的酒精度为20度。

关键词

酒精；淀粉质；酒精度

Abstract

Alcohol as a new cleaning materials, with the growing range of alcohol use, the demand is gradually rising, in order to increase production of various alcoholic alcohol production methods attendant. Alcohol production of starch feedstock production accounted for 95.5% of total production. In the foreseeable quite a long time, this ratio does not vary greatly. Therefore, understanding the starchy raw alcohol problems in the production process is very important. We chose rice starch as raw material for ethanol production, through the preparation of yeast, raw material crushing and cooking, after monitoring liquefaction, saccharification, fermentation, distillation, indicators, measured alcohol final product was 20 degrees.

Key words

Alcohol; starch; Alcohol degree

1前言

1酒精的种类

我国工业生产的酒精按国家规定分为高纯度酒精、食用酒精和工业酒精等，并由轻工业部和卫生部颁布标准。高纯度酒精，酒精浓度不得低于99.5%（容量），是一种严格中性没有杂味的酒精，专供国防工业、电子工业与化学试剂用。食用酒精，酒精浓度不得低于95.0%（容量），杂质含量较少，主要用于食品行业配制饮料酒、医药行业和精细化工行业。工业酒精，只要求酒精浓度达到95.0%（容量），无其它要求，主要用于油漆稀释，合成橡胶等工业生产，或作燃料使用。

2酒精工业的生产方法

（1）发酵法

是利用淀粉质原料或糖质原料，在微生物的作用下生成酒精，根据原料的不同，又可分为：淀粉质原料发酵生产酒精，这是我国当前生产酒精的主要方法，它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料，在微生物的作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发酵生成酒精。整个生产过程包括原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。糖蜜原料发酵生产酒精，直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释并添加部分营养盐，借酒母的作用发酵生成酒精。亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精，造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后，废液中含有六碳糖，这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精，主要是工业酒精。

（2）化学合成法生产酒精

是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料，经化学合成反应而制成酒精。生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用后者。间接水合法又称硫酸水合法，它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂，再进行水解，生成乙醇和硫酸。此法的缺点是对设备腐蚀严重，酸消耗较多，优点是对原料气体的纯度要求不高，设备简化，易与上马。直接水合法，乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下，在高压高温下可直接发生加成反应，生成酒精。此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气，需

要采用特殊的方法分离裂解其中各种组分，对设备、材料都提出了较高的要求，但此法步骤简单，无腐蚀问题。

（3）淀粉质原料酒精生产的特点

原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等，在投产前必须先经过破碎处理。目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将快状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。原料必须经过蒸煮，在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150度，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130度。高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。淀粉质原料生产酒精，要经过加曲糖化作用，把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。由于曲的生产方法不同，可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米罗法）、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主，在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法，大致可分为：麦芽法，以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂；阿米罗法，将根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷却至30—40度时，接种培养，在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖，再加酵母发酵；曲法，以固体曲或液体曲作为糖化剂；酶法，用淀粉酶代替曲。淀粉悬浮液在糊化和溶解过程中，粘度是不断变化的，当淀粉颗粒溶解时，粘度逐渐增加，达到最大限度后，随着温度的继续上升，醪液粘度下降。蒸煮过程中原料因受高温高压，易产生焦糖。由于淀粉质原料甘薯内所含的碳水化合物中以淀粉为主，另外还有少量糊精和糖类；而马铃薯中所含的糖主要是堡葡萄糖和果糖，以及少量的蔗糖；在谷粒中则以葡萄糖为主。在蒸煮时，不同的糖份其化学变化也不同。例如糖份回转化，醛糖回变成酮糖（异构化）；各种糖份都会焦化，形成焦糖；己糖分解变为羟甲基糠醛，又很容易和新的氨基酸分子起作用而生成黑色素。焦糖是不能被发酵的，还会阻碍酵母的发酵作用，影响发酵而降低酒精产量。因此，蒸煮时要注意控制适宜的温度和压力。由于形成焦糖的作用，一般在高浓度溶液中比低浓度溶液中容易进行，因而淀粉质原料蒸煮时，如原料内含有较多的糖分，便容易形成黑色物质和焦糖。醪液浓度越高，也越容易形成焦糖。因此，我国个别酒精厂对甘薯干的原料加水比，一般都采用1∶3—1∶3.4，有时还要稍稀些，这样便于淀粉率的提高。

（4）淀粉质原料酒精生产的工艺流程

用淀粉质原料生产酒精时，投产前必须先把快状或粒状的原料，磨碎成粉末状态后，经过高压蒸煮和糖化作用，然后在进行发酵，最后经蒸馏得到成品酒精。原料粉碎连续蒸煮的酒精工厂，原料出库后，先经过粉碎，然后再投入生产。几乎大多数工厂都采用了锤式粉碎机，把原料磨成粉。很多工厂都采用二次粉碎法，在进入锤碎机前先经过粗碎，把大快原料初步打碎成小快原料，再经过锤碎机，将小快原料打碎成较细的粉末原

料，这样便于连续蒸煮。蒸煮糊化把磨碎后的粉末原料，先行拌水预热，使原料升温，为连续蒸煮作好预煮准备。原料内的淀粉颗粒，经高压蒸煮后逐步破裂，趋与溶解状态，蒸煮醪液成糊状。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。曲霉菌生成的淀粉酶，能把原料内含有的淀粉转变为可发酵性糖，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的空气，同时，淀粉酶的形成也取决于所供给的空气量。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。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。

2方法

2.1原料处理

对原料进行预处理（蒸煮和糖化），加入酵母进行糖化发酵，再进行蒸煮得到酒精。

淀粉可以分为支链淀粉直链淀粉。支链淀粉不溶于温水，当温度达到130℃时支链能完全溶解。

当温度升到60-80℃，淀粉颗粒体积膨胀至原来的50-100倍，分子间的联系削弱，引起淀粉颗粒的部分溶解，形成均一的粘稠液体，这种无限膨化现象称为淀粉糊化对于酒精酵母必须有很高的发酵能力生长和生长繁殖速度快，具有酒精耐受力

2.2酒母的制备

（1）称取1g安琪高活性干酵母置250ml三角瓶，加入100ml2%的蔗糖水溶液，放置于40℃水浴锅中水浴处理15分钟后，转入28℃水浴1H左右至起泡成熟酒母质量指标：要求细胞形态整齐，健壮，没有杂菌。

（2）原料处理及蒸煮

（3）大米粉碎，按原料：水=1：5的加水比加入钢筋锅中于2000W电炉上加热煮沸糊化1H

2.3液化

上述糊化醪冷却到85-90℃，按每克原料20U 加a-淀粉酶，保温液化10分钟

2.4糖化

将液化醪冷至61-62℃，按200-300U/g，原料加入糖化酶，保温糖化温度在58-60℃糖化30min、放入保温箱30℃

2.5酵母活菌数的测定方法

采用YPD培养基稀释涂平板法。配方为：葡萄糖2%，酵母浸粉1%，胰蛋白胨2%，琼脂粉1.8%（注意：琼脂粉按每瓶加量称量后分装），ph为7.0

2结论

Ⅱ白酒生产技术

摘要

固态发酵法生产小曲白酒，因为使用整粒原料生产，它的工艺有独特之处，常在发酵前进行“润、泡、煮、焖、蒸”等操作。由于地区不同工艺也都不一样，如四川永川糯高粱小曲酒、粳高粱小曲酒、玉米酒等都有其工艺特殊性。我们选用高粱为原料采用小曲清香型白酒酿造技术，通过浸泡、蒸粮、、摊晾下曲培菌、入池发酵、蒸馏等操作蒸得高粱酒，并且对所蒸得的白酒中总酸、总酯、还原糖、固形物、甲醇、杂醇油等相关指标进行了测定。

关键词

固态发酵；高粱；小曲白酒

1前言

酒精工业和其他轻工业一样，具有投资小、回收期短、资金周转快的特点，在国民经济中起着重要的作用，与人们生活有着密切的关系。随着现代科学事业的不断发展，酒精的应用范围越来越广泛，它是许多化工产品不可缺少的基本原料。利用酒精可以制造合成橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂类、环氧乙烷、氯乙醇、二氯乙烷和乙基苯等。酒精是一种很好的有机溶剂，也可作为洗涤剂和浸出剂。在医药上酒精可用与灭菌和药剂的调试，高纯度的酒精可用来配制各种饮料酒。在国外有的工厂用酒精作燃料，取代煤和汽油；有的国家正在使用，用酒精作为燃料的汽车。随着自然资源开发的日渐减少，酒精作为绿色资源永不腿色，他的用途将更为广泛小曲也称酒药,白药，酒饼等，是用米粉或米糠为原料，添加少量中药材，接种曲母，人工控制培养温度而制成。因为呈颗粒状或饼状，习惯上称它为小曲。小曲中主要含有根霉菌，毛霉菌和酵母菌等微生物，其中根霉的糖化能力很强，并具有一定的酒化酶活性，它常作为小曲白酒或黄酒的糖化发酵剂。发酵过程所形成的乳酸乙酯，乙酸乙酯，β-苯乙醇等是它的主体香味物质。

固态发酵法生产小曲白酒

固态发酵法生产小曲白酒，因为使用整粒原料生产，它的工艺有独特之处，常在发酵前进行” 润，泡，煮，焖，蒸”。等操作。

2方法及材料

2.1试剂及仪器

（1）10g/ml酚酞指示液

（2）0.1 mol/L 氢氧化钠标准溶液

（3）0.1 mol/L硫酸标准溶液。

（4）40%无水乙醇吸取浓硫酸3mL,缓缓注入适量水中,冷却并用水稀释至1 000mL,摇匀。

标定：吸取新配制的硫酸溶液25.0 mL于250 mL锥形瓶中,加入酚酞指示液2滴, 以0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈微红色为其终点。

（5）全玻璃回流装置 250mL。

3方法

3.1泡粮

整粒高粱在池中用90℃以上热水浸泡，夏季5-6H，春冬泡7-8H，泡好后即放水。泡粮要求水温上下一致，吸水均匀，热水淹过粮面30-35㎝。放水后让粮滴干，次日再以冷水浸泡，除去酸水，滴干初蒸。

3.2 初蒸

又称干蒸。浸泡后的高粱放入甑内铺平扒好，大汽蒸料2-2.5H。干蒸时先以大汽干蒸，使高粱柔熟，不粘手。如汽小，外皮含水过重，以致焖水时发生淀粉流失。装甑时也应轻到匀散，以利上汽均匀。

干蒸是促使高粱颗粒及淀粉受热膨胀，增强吸水性，缩短煮粮时间和减少淀粉流失。干蒸好的高粱，外皮有0.5mm左右的裂口。

3.3 煮粮焖水

干蒸后加入40-60℃的蒸馏冷却水，水面淹过粮面35-50厘米，先用小汽将水煮至微沸，待高粱有95%以上有裂口，手捏内层已全部透心为止，即可放出热水。待其滴干后，将甑内的高粱扒平，装入2-3㎝谷壳，以防蒸汽冷凝水回滴在粮面上，引起大开花，同时除去谷壳和邪杂味，有利于提高酒质。

煮焖粮时，要适当进行搅拌，焖粮时严禁大火，防止淀粉流失。要求高粱透心不粘手。冷天稍软，热天稍硬。

3.4 复蒸煮

焖好的高粱，停数小时，再围边上盖，小汽小火，达到园汽，再大火大汽蒸煮，快出甑时，用大火大汽蒸排水。共蒸料3-4H左右，蒸好的高粱手捏柔熟，起沙，不粘手，水汽干为好。

蒸料时要防止小火小汽长蒸，这样会使高粱外皮含水过重，影响培菌糖化。

3.5 出甑，摊凉

下曲，出甑，摊凉的温度因地区气候而不同，以纯种根霉菌为例：分别为50-60度下曲三分之一40-50度下曲三分之一35040度下曲三分之一，30℃培养。

3.6蒸酒

酒前先将发酵的酒醅的黄水滴干，再拌入一定量的谷壳，边上汽边装甑

将黄水倒入锅底，上盖蒸酒。蒸馏时，先小火小汽，在中火中汽，最后大火大汽追尾，分段摘酒，掐头去尾

4结果

4.1 酵母菌数的测定结果

表3-1母活菌数与时间的关系

时间247296120

酵母菌数(×108) 2.7 4.7 0.69 8.6

酵母菌数随着时间的推移而增多

4.2总糖的测定结果

表3-2量与时间的关系

时间24 72 96 120

总糖10 9.2 8.4 5.4

总糖含量随着时间的推移而成下降的趋势

4.3 酒精的测定结果

表3-3酒精浓度的关系

时间247296120

酒精10

72和96小时的时候旋蒸发仪发生问题，压力表显示真空度不够，在120小时的时候装样品的瓶

子没有上紧，样品损失，无法测量。

4.4 还原糖的测定结果

表1-4葡萄糖浓度与吸光度的关系

葡萄糖浓度0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

OD 0 0.231 0.479 0.719 1.006 1,6.9256

时间24 72 96 120

OD 0.151 0.038 0.030 还原糖0.1873 0.04715 0.0372

甲醇是白酒的有毒成分，在使用薯干、谷糠、野生植物等原辅料时，酒中甲醇含量就有可能偏高。甲醇不是有发酵产生的，而是来自果胶。甲醇沸点低，主要在酒头。

2.1.1试剂

（1）高锰酸钾磷酸溶液称取3克KMnO4，加入15ml85%磷酸溶液及70ml水的混合液中，待高锰酸钾溶解后用水定容至100ml，贮于棕色瓶中备用。

（2）草酸硫酸溶液称取5克无水草酸或7克2个结晶水的草酸，溶于1:1冷硫酸中，并用1:1的冷硫酸定容至100ml，混匀后，贮于棕色瓶中备用。

（3）亚硫酸品红溶液称取0.1克研细的碱性品红，分次加水(80℃)共60ml边加水边研磨使其溶解，待其充分溶解后滤于100ml容量瓶中，冷却后加10m（10%）亚硫酸钠溶液，1ml盐酸，再加水至刻度充分混匀，放置过夜，如溶解有颜色可加少量活性炭搅拌后过滤，贮于棕色瓶中，置暗处保存。溶液呈红色时应弃去重新配置。

（4）标准甲醇溶液准确称取1克甲醇（相当于1.27ml）置于预先装有少量蒸馏水的100ml容量瓶中，加水稀释至刻度混匀，此溶液每毫升相当于10mg甲醇，置低温保存。

（5）无甲醇乙醇溶液无水乙醇

3.1标准曲线制作

表3-1加样的标准

编号0 1 2 3 4 5 样品

1mg/ml

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.4

标准甲

醇溶液

（ml）

无甲醇

0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

乙醇溶

液（ml）

水（ml） 4.7 4.5 4.3 4.1 3.9 3.7 4.3

于各管中加入2ml高锰酸钾磷酸溶液，摇匀，放置15min，加2ml草酸硫酸溶液，褪色后，加5ml亚硫酸品红溶液，摇匀，室温显色1h，590nm处比色。制得标准曲线：于各管中加入2ml高锰酸钾磷酸溶液，摇匀，放置15min，加2ml草酸硫酸溶液，褪色后，加5ml亚硫酸品红溶液，摇匀，室温显色1h，590nm处比色。制得标准曲线：

3.1.1试样的测定

测得样品的吸光值为0.7，计算得甲醇含量为：0.8367mg/ml

4.1白酒中总酯的测定

吸取酒样50.0mL于250mL具塞锥形瓶中,加入酚酞指示液2滴,以0.1mol/L氢氧化钠标准溶液中和(切勿过量),记录消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数(也可作为总酸含量计算)。再准确加入0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液25.0 mL,若酒样总酯含量高时,可加入50.0mL,摇匀,装上冷凝管,于沸水浴上回流半小时,取下,冷却至室温,然后,用0.1mol/L硫酸标准溶液进行反滴定,使微红色刚好完全消失为其终点,记录消耗0.1 mol/L硫酸标准溶液的体积。

4.1.1计算

X=[(c×25.0 - c×V)×88 ]/ 50.0

式中:X--酒样中总酯的含量（以乙酸乙酯计）,g/L;

c--氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度,mol/L;

25.0--皂化时,加入0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液的体积,mL;

c1--硫酸标准溶液的摩尔浓度,mol/L;

V--测定时,消耗0.1 mol/L硫酸标准溶液的体积,mL;

0.088--与1.00mL氢氧化钠标准溶液〔c(NaOH)=1.000 mol/L〕相当的以克表示的乙酸乙酯的质量;

50.0--取样体积,mL。

4.1.2结果的允许差

同一样品两次测定值之差,不得超过0.006 g/L,保留两位小数,报告其结果。

硫酸体积为10.6ml ,测得总酯含量为0.15g/L

5.1白酒中总酸的测定

5.1.1试剂

（1）1%酚酞指示液：称取酚酞1.0g,溶于60mL乙醇中用水稀释至100mL。

（2）0.1mol/L氢氧化钠标准溶液

5.1.2配置

将氢氧化钠配成饱和溶液注入塑料瓶(或桶)中,封闭放置至溶液清亮,使用前虹吸上清液。量取5mL氢氧化钠饱和溶液,注入1000mL不含二氧化碳的水中,摇匀。

5.1.3标定

称取于105～110℃烘至恒重的基准苯二甲酸氢钾0.6g(称准至0.0002g),溶于50mL 不含二氧化碳的水中,加入酚酞指示液2滴,以新制备的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈微红色为其终点。同时做空白试验。

5.1.4计算氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度

按式(1)计算:

c=M/[(V-V1)×0.204 2] (1)

式中:c：氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

M：基准苯二甲酸氢钾的质量;

V：滴定时,消耗氢氧化钠溶液的体积,mL;

V1：空白试验消耗氢氧化钠溶液的体积,mL;

0.2042：与1.00mL氢氧化钠标准溶液〔c(NaOH)=1.000 mol/L〕相当的以克表示的苯二甲酸氢钾的质量。

5.1.5计算

吸取酒样 50.0mL于250mL锥形瓶中,加入酚酞指示液 2滴;以0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色,为其终点。

X= (c×V×60)/50 (2)

式中：X--酒样中总酸的含量(以乙酸计),g/L;

c--氢氧化钠标准溶液浓度,mol/L;

V--测定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;

60--乙酸的质量的数值，g/mol;

50.0--取样体积,mL

消耗氢氧化钠量为3.2ml 总酸的量为3.84*10-4

白酒中还原糖的量为0.012

酒头酒尾

18.6 9.6

结论

甲醇、高级醇、低级脂肪酸酯、醛类在酒头中较多，在酒身和酒尾中逐渐减少，所以酒头的度数，比酒尾高。