發酵過程中的發酵專用消泡劑

發布時間：2012-7-16 10:20

發酵醪制備目前國內都以8%玉米粉作發酵醪。原料經粉碎蒸煮即可。蒸煮發酵醪時常加入一定量的廢醪(10%～25%)與發酵專用消泡劑，這不僅增加部分營養，而且降低粘度。蒸煮過程也是滅菌過程，因而蒸煮多以高溫連續蒸煮為主（方法同酒精發酵），然后冷卻進入發酵罐，在發酵罐中提前加入發酵專用消泡劑，同時制備好的種醪也從種母罐同時流入發酵罐。發酵過程生化變化發酵過程通常經過三個階段，即前發酵期、主發酵期和后發酵期，整個發酵過程經40-72h結束。
　　①前發酵期：主要為種菌繁殖期。細胞數激增，酸度增加，所以又稱為增酸期，由于丙酮丁醇菌發酵專用消泡劑細胞活動的結果，也產生少量的溶劑，主要的發酵產品為醋酸、寸酸、氫氣、二氧化碳等。此時淀粉的消耗量為30%左右，丙酮丁醇菌和其它細菌不同，它所需的誘發期很短，很快即可增殖，通常前發酵期為開始發酵后的15-18h。
　　②主發酵朝：丙酮丁醇菌發酵專用消泡劑已能旺盛發揮它的發酵特性，將前一階段產生的醋酸、丁酸等變為丙酮、丁醇等溶劑的階段，在此階段氣體發生量達到最高峰，溶劑生成很快，酸度下降至原有酸度的1/2左右，所以又稱減酸期，此時期在18～40h后。
　 ③后發酵期：酸度達最低后，又稍為上升，維持一定水平至發酵結束，所以又稱酸度復升期。此時所積聚的酸主要為不揮發酸，揮發酸量和溶劑也稍有增加，但是由于丙酮丁醇菌在此時期開始自溶，以及部分丙酮丁醇菌發酵專用消泡劑產生孢子，所以活動的丙酮丁醇菌逐漸減少，發酵逐漸衰弱以至結束。此時期在40-70h。發酵的方法有間歇發酵法（包括一次加料法、分次流加法）串聯式發酵法和連續發酵法，目前多采用串聯法和連續發酵法。影響發酵的主要因素溫度的影響：最適發育溫度為36～37 C o正常生長時期最高溫度為40 C左右，有試驗表明，當發酵溫度增高時，溶劑產量降低，殘余糖量增加。培養基的pH值和影響：培養基中性時，丙酮丁醇菌與發酵專用消泡劑具有使淀粉發酵成丁酸、醋酸等的能力，而使pH下降，而在酸性培養基中具有將醋酸、丁酸變為丙酮丁醇的能力，丙酮丁醇菌繁殖的最適pH值為5.5～7. 0與發酵專用消泡劑。當pH低于4或高于8時，細菌的繁殖完全停止，不同的生長階段有所不同，第一階段pH值可以較高，如果開始pH過低，丙酮丁醇菌會生長不良，在發酵第二階段，最適pH值下降為4.3-5.3較適合。培養基的氧化還原情況和通風的影響：丙酮丁醇菌是嫌氣菌。氧對它有毒害作用。嫌氣條件不僅和氧有關，而且更和培養基的氧化還原值與發酵專用消泡劑有關。通常rH2=7.9能正常發酵，當rH2向氧化方面變動為10.2時，則不能進入第二階段發酵；當rH2再大時，菌種不僅不能發育而且逐漸死亡。丙酮丁醇菌因為發酵時能產生氫氣、CO2，所以，只要開始發酵時能建立嫌氣狀態，并配合使用發酵專用消泡劑，以后則由于培養基繼續為放出的氫和CO2所飽和，就能阻止空氣中氧氣入內，并且醪液是膠狀物，培養基的粘度和固體顆粒對造成嫌氣條件也有幫助。醪液濃度，發酵產物與丙酮丁醇菌的關系：丙酮丁醇菌雖然能產生丙酮丁醇，但如果醪液中丙酮丁醇量過高時，對菌本身有毒害。所以，丙酮丁醇發酵時所采用的醪液濃度一般為8%-10%。在發酵醪內，溶劑與發酵專用消泡劑的最高濃度只能達到25 g／L(2.5%)。其中包括丙酮0.85%，丁醇1.5%，乙醇0.15%。發醺醪中丁醇量如超過1.5%，對丙酮丁醇菌則有抑制作用，因此丙酶丁醇發酵時，需要添加發酵用消泡劑醪液的濃度需要配合菌種能忍耐溶劑的濃度來決定其它如發酵時產生的糠醛，原料中的單寧等對發酵都有一定影響。本文參考《發酵微生物學》一書。

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