液体曲发酵文献综述

关键词液体曲；糖化力；酒精；α-淀粉酶
1．液体曲发酵在我国的研究进展
1．1液体曲简介所谓液体曲，一般是通过液体深层培养法，培养某种曲霉，所得到的一种液态曲。这种液体曲中，含有适当量的淀粉液化酶和强大的淀粉糖化酶，可以代替固体曲(例如，用固体通风培养法制得的麸曲)在淀粉质原料的酒精发酵及白酒酿造当中，作糖化剂用。在酒精生产过程中，蒸煮醪的糖化至关重要，其目的是在酶的作用下使糊化醪中的溶解状态淀粉被糖化剂作用分解转化成小分子量的可发酵性糖。液体曲在培养方法和物料状态上，便于进行机械化操作，工艺技术先进、单位原料酶活高、生产在无菌状态下进行，并提高了曲的糖化力和发酵力，提高出酒率，为国家节约大量粮食。在实际生产中，液体曲已广泛的用于白酒、黄酒、米酒、药酒的酿造行业。总体来看，液体曲的生产和应用仍是我国当前酒精生产“短路”而染菌。
空气过滤器因空压机突然急促的停、开而超压，或急促的开、停而降压都会顶翻棉花而“短路”，造成大面积染菌，大连酿酒厂液体曲生产曾遇到过数次这种问题。对于这个问题一方面要加强空压机岗位和培养岗位的相互联系，另一方面要根据风包压力升降速度，开停空压机调试好。种子罐三级过滤器，要根据生产情况定期俭查和更换石棉过滤板。
1.3液体曲和固体曲的性能比较 如表1
表1 液体曲和固体曲的性能比较
项目
培养方式
优点
缺点
液体曲
液体深层通、
风搅拌培养
酿造过程机械化、连续化生产自动化程度高，节省劳动力和产房面积。出酒率高，节省粮食及辅助材料。
丛制曲到发酵整个过程中无菌要求高，设备复杂、工艺精细。设备要求高，投资高。下游产物的回收纯化过程不易进行。
制造液体曲，主要在于液体深层培养。这是固体酿造法中没有用到的，但是对新工艺液体白酒中的密封的发酵罐则不生疏。制液休曲，不仅要密闭的发酵罐，而且还需要解决对于罐内培养物的搅拌通风问题。目前有带升式罐和搅拌罐两种，带升式罐便用比较简便。其次，制液体曲还需要严密的纯种培养。这包括:
第一.保证所选菌种的优良性，在保证不被污染的条件下逐级扩大培养。为此，需对培养用具、培养罐、管路、过滤器等进行彻底杀菌;
(2).纯种培养:菌种的活化，将保藏的菌种移接斜而活化，活化后再接入另一试管以培养孢子，待孢子形成以后加无菌水制孢子悬浮液。再将孢子悬浮液以压差原理接种小罐，通风搅拌培养种子。于32-34℃培养34小时，菌丝生长良好，培养物供液体曲大罐培养作菌丝接种用。
(3).液休曲培养:接种量8-10%，温度32-34℃，带升式培养罐:喷咀压力0.2Mpa，罐压0.03Mpa，，通风量18%，醪液循环周期2.5-3.5分钟。培养32小时，糖化力达200mg/ml以上，酸度0.65-0.85，pH5.3-5.4，即可停风，以备糖化发酵之用。
4 研究的意义
4．1研究的实际效益
液体曲的主要应用于酱油和酒精的生产。酱油是人们生活中必不可少的一种调味儿品，在国内外都存在着极大的发展空间。酒精是化学合成、医药卫生等部门的重要物资，也是酿酒工业的基本原料。酒精广泛用于有机化工、医药、农药、塑料、染料、人造纤维、洗涤剂、食品、酿造等200多个行业和部门;因此，酒精工业在国民经济中占有重要地位。液体曲研究的目的和意义以下从酱油和酒精的生产中分别阐述。
文献综述
题目：液体曲发酵的研究
液体曲发酵的研究
摘要液体曲是将曲霉培养在液体基质中，通入无菌空气，使它生长繁殖和产酶，这种含有曲霉菌体和酶的培养液就叫液体曲。本试验利用黑曲霉、米曲霉、根霉为菌种，试验溶剂：氢氧化钠溶液、麦芽糖、1%淀粉溶液、3,5-二硝基水杨酸、柠檬酸溶液、柠檬酸钠溶液。实验仪器用到：超净工作台、恒温培养箱、摇床、电炉、恒温水浴锅、分析天平、高速冷冻离心机。实验原理是：淀粉酶主要包括α－淀粉酶和β－淀粉酶两种。α－淀粉酶可随机地作用于淀粉中的α－１,４糖苷键，生成葡萄糖、麦芽糖、麦芽三塘、糊精等还原糖同时使淀粉的粘度降低，因此又称为液化酶。β－淀粉酶可从淀粉的非还原性末端进行水解，每次水解下一份子麦芽糖，又被称为糖化酶。淀粉酶催化产生的这些还原糖能使３，５－二硝基水杨酸还原，生成棕红色的３－氨基－５－硝基水杨酸。淀粉酶活力的大小与产生的还原糖的量成正比。用标准浓度的麦芽糖溶液制作标准曲线，用比色法测定淀粉酶作用与淀粉后生成的还原糖的量，以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖的量表示酶活力。本试验采用比色法和分光光度计发测出淀粉酶活力。实验中做了黑曲霉的培养时间、培养温度单因素试验；米曲霉的培养时间、培养温度单因素试验。在总结单因素试验结果的基础上又做了三水平四因素的正交试验。四个因素分别是：菌种、培养温度、培养时间、通气量。正交试验结果分析得出了最佳实验组，找到了最适液体曲发酵的菌种和培养条件并在此条件下达到良好的实验结果。从正交试验极差表中分析出：菌种和通气量离散幅度最大，其次是培养时间，影响最小的是菌种。根据方差分析表F值检验可以看出通气量和培养温度对于液体发酵后淀粉酶活力在0.05水平上有显著差异，而菌种和培养时间则没有显著差异。说明控制好通气量和培养温度对于提高液体曲发酵淀粉酶活力具有明显的相关性。
(4).空气净化：种子或液体曲培养均用无菌空气。净化时空气由空气压缩机送出去后，经过冷却、除尘、除油，去雾，净化、除菌等过程后达到无菌状态。在气包稍加贮存，再以稳定的压力送入培养罐。
1.5 液体曲的应用
a.酒精工业的应用，国内及国外多用液体曲法。
b.白酒酿造的应用，我国酒厂遍布大江南北、五湖四海，以液体曲代表固体曲酿酒将大有可为。
3.2改进连消加热器结构
根据多次生产实践认识到加热器的结构合理与否是一个关键性问题，我们将顺流双进汽的加热器改用逆流单进汽加热器，控制好加热器进汽管排眼分布，也达到流速稳、温度波动小的效果，保证了连消质量。
3.3改进阀门加塑料垫的结构
在液体曲生产的前期，常常因阀门塑料垫(四氯乙烯)脱落而造成染菌。后来改进了垫的安装结构，管道罐体密封加严了。同时根据镜检情况，做到随时检查，及时更换，一定程度上保证了种子和液体曲的质量。
2目前存在的问题及发展趋势
2.1目前液体曲生产中存在的问题
a.菌株的选择对液体曲生产糖化酶性能的影响。
b.培养罐的罐型同酶作用力值之间的关系现。
c.罐压及通风量问题对液体曲发酵的影响。
d.液体曲的接种繁殖法的选择。
e.液体曲原料蒸煮条件的控制。
2.2 液体曲的发展趋势
目前，液体曲已广泛应用于酒精酿造和酱油生产。液体曲在今后的研究房展方向：1、寻找低廉高效的适用于液体曲发酵的糖化酶新来源，着重放在微生物来源的糖化酶系，筛选出能适于制备液体曲的单一糖化酶或复合糖化酶的微生物菌株，通过对菌株进行诱变选育，获得适合液体曲发酵的糖化酶高产菌株。2、研究液体曲产糖化酶的最适菌种以及产酶条件，探讨单一糖化酶和混合糖化酶对淀粉醪的酶解作用。固态发酵中含微生物多种多样在发酵中产生特殊的香味，液体曲可以模拟固体曲中多菌种的混合发酵调整各菌种的接种比例、控制发酵条件，以期望液体曲发酵产生别具特色的香味。3、研究液体曲制作过程中的防止杂菌污染技术。根据液体曲生产中设备的工作原理和管路特性，可着重研究灭菌的高效性和连续性从而防止制曲过程中的染菌方法。4、改进液体曲原料配比和原料筛选，选取价格低廉、营养丰富的新原料。改进制备方法和培养条件，进一步提高液体曲的糖化力。
液体曲酿造鲜酱油生产采用上述的工艺路线和技术措施，经过生产性试验产品质量较好，为今后液体曲酱油投产创造良好的条件。液体曲鲜酱油澄清、色淡、食品卫生好，各项质量指标合格，液体曲中性蛋白酶和酸性蛋白酶活力的不断提高，相对地使生产设备减少，消耗降低，成本能与固体曲鲜酱油相近，深受广大消费者喜爱。
3.5改进了种子艘打料控制条件，防止起沫子回流而染菌
3.5.1种子罐配料有大米细糠，一般沫子小。
3.5.2培养罐用料与种子罐用料的衔接时间必须校准。
3.6检查喷冷器管道，防止因渗漏而染菌
因管道渗漏而染茵会造成大面积染菌，通过打水压才见到铜管焊接处有渗漏。可见防止因渗漏而染菌是液体抽生产不容忽视的一环。
1．2液体曲的研究历史
大曲、小曲、鼓曲等糖化曲以及酱油，都是我国劳动人民发现的，我国在几千年以前就已经应用曲造酒，制酱，并且已能用麦芽制造怡糖。我国的酿造用曲是某些优良菌种的宝库和丰富来源。1892年法国卡尔眉特氏(Calmette)从我国药曲中，分离得到一种毛霉(AmylomyeesRo)富有糖化力可以代替麦芽作糖化剂。1895年将其用于酒精生产中，即先深层通风培养毛霉孢子，然后接入酵母进行酒精发酵，此即所谓的阿明诺法。1947年美国研究液体曲，并应用于谷类原料的酒精发酵生产中。1953年起，我国开始研究液体曲，1957年液体曲开始应用于酒精工业，文化大革命以后，液体曲应用规模扩大，目前已有上海、山东、南洋、桂平、大连、吉林等酒精生产厂应用了液体曲，生产面貌为之一新。值得注意的是某些白酒酿造业的工厂以及酱油酿造厂亦应用了液体曲，这将对为数巨大的酒厂和酱油厂的技术飞跃产生深刻的影响。液体曲，现作现用。如果加以提练，可得到纯度较高的酶制剂，以便贮存运输，应用。液体曲作为生产酶制剂的生产手段，其应用则更加广泛了。例如某些工厂以酶法糖化工艺制淀粉水解糖等。采用液体曲代替价格昂贵的酶制剂，有利于成本的降低。
3液体曲发酵优化的工厂实例
3.1改进空气净化的设备与方法。
在工厂生产作业中，培养罐、种子罐在采用棉花、活性炭为一级过滤，石棉为二级过滤，后来增加一个棉花、活性炭过滤器为三级过滤并和一二级过滤器串联起来。培养罐未采用石棉过滤板，种子罐仍然用，这样种子罐是三级过滤，培养罐是二级过滤。采用这种方式，染菌机会大大减小。
c.酱油酿造的应用，酱油是人民生活必需的调味品，以液体曲代替鼓曲制酱油正在兴起。
d.液体曲产糖化酶的研究
液体曲培养基原料配比的调整，提高了培养基中干物质的浓度．保证 了曲霉菌生长和产酶所需的碳源、氮源及无机盐的供给．并在培养过程中增加了自动控制加氨调节pH值和氮源。取得了高浓度培养基。得到了相应高酶活力液体曲的效果。培养条件的合理控制也至关重要。应当根据曲霉的生产和产酶不同期的要求。进行合理调整，才能取得最佳效果。液体曲生产技术设备简便、投入少、见效快，液体曲糖化酶活力高，使用方便，通过技术改进，达到无菌培养并解决了易污染生产、倒罐等技术难题，进一步降低了生产成本。