高濃度酒精發酵技術的研究進展

陳文秀 王繼富 董守亮 楊鵬飛（吉林燃料乙醇有限公司，吉林 吉林 132101）

高濃度酒精發酵技術的研究進展

陳文秀 王繼富 董守亮 楊鵬飛（吉林燃料乙醇有限公司，吉林 吉林 132101）

工業發酵的種類多種多樣，酒精發酵也是其中重要的一項發酵技術。從20世紀后期開始，酒精發酵技術誕生，經過研究者幾十年的研究改進，如今的高濃度酒精發酵技術已經比原始的酒精發酵技術有了很好的完善，雖然發酵原料還都是以糧食和植物纖維為主，但是發酵酒精濃度已經由原來的12%提升到了現在16%，淀粉利用率也有了很大的提升，如今基本都可以達到90%。除此之外，高濃度酒精發酵時間也有了很大程度的縮短，一般發酵過程能控制在50小時以內完成。

高濃度;酒精發酵;研究進展

隨著社會的發展，可持續理念深入人心，人們真切的意識到不可再生資源隨著時間的推移是會漸漸用完的，要研究出利用綠色環保的可再生資源來代替那些不可再生資源的使用。石油，汽油是不可再生資源，人們想到了用酒精代替，而酒精的發酵技術從20世紀后期就已經誕生，而且發酵原料都是以可再生的糧食或者植物纖維，這就完全符合可持續發展的理念。但是社會一直在向前發展，社會需求也隨著擴大，簡單原始的發酵方法已經不能滿足社會的需求，在各國研究院的不懈努力下，終于研發出來一種高濃度酒精發酵技術。

1 高濃度酒精發酵的概述

所謂高濃度發酵，就是指發酵液與可溶性物質比不高于18%，并且這種高濃度的發酵技術在之前已經被國外的研究者提出過。原始的發酵液的可溶性物質與發酵液的濃度比會控制在12%以下，超過這個濃度就會被稱為高濃度。即使在工業生產中，發酵液的糖濃度也不會超過20%，因為在酵母菌的發酵公式中，糖濃度的升高會導致乙醇濃度有升高，而乙醇濃度的過高就會反過來抑制酵母菌的發酵作用，所以在工業發酵生產中對糖濃度的限定也是很嚴格的。現在的工業發酵中，經常會用純天然的谷物來作為原料，經過發酵，可溶性物質在發酵有中的濃度都會在20%以上，而這種發酵方法和發酵濃度在工業生產中都比比較常見。除此之外，也有一些研究人士將高濃度發酵解釋為，在發酵液中含有可溶性物質糖化醪的濃度得到30%甚至更多，于此同時也有專業人士曾經提出，但發酵液中的可溶性物質濃度過高是酵母菌會出現失活的現象，所以高濃度發酵在工業和企業的生產中并不是很適用。

2 高濃度發酵的優勢和弊端

低碳環保是21世紀以來工業工廠發展的追求和目標，而在工業的酒精發酵技術中，高濃度發酵就符合社會工業發展的低碳環保戰略。在高濃度發酵與傳統酒精發酵相比較而言，可溶性固體物質從傳統的每100g發酵溶液中加入16g可溶性物質，到如今的高濃度發酵每100g發酵液中加入32g可溶性固體物質，雖然可溶性物質增多了一小部分，但是在用水方面卻有了很大程度上的節約，大概可以比以前節省過半的水還多。另外，高濃度發酵不但在用水上達到了節約的效果，而且還提高了酒精的產出量。并且利用高濃度酒精發酵技術在工業生產中，對機械設備的利用率有了很大的提高，在工業生產中，用同樣的設備就可以獲得比之前多的產出量，由于機械設備用的少了，工廠工作的效率自然是變高了，對周圍的環境污染也就自熱減少了。高濃度發展符合如今的發展理念，正在受到世界工業的追捧。

高濃度發酵雖然有節省成本，增加產出的優點，但是在高濃度發酵過程中也會遇到一些問題。在高濃度糖化醪發酵的過程中，由于糖化醪的濃度過高，導致發酵時間會延長，并且發酵不完全的情況也是經常發生。而出現這些的原因是產物產生的過多，導致發酵液中可以提供的營養物質達不到標準所導致的。在加上糖化醪具有粘度特別大的特點，也會在運輸方面產生不少問題。

3 高濃度酒精發酵的進展

20度是酒精發酵中比較常見的發酵溫度，在這個溫度下，小麥糖化液中可以有三分之一的可溶性固化物完全發酵，來發酵產生超過四分之一的酒精。高濃度發酵過程中用到的糖化醪較多，就使得發酵液變得粘度也會比較高，而發酵液要控制在好處理的程度才會在發酵中發揮出最有益的部分。所以高濃度酒精的發酵要選用低粘度的糖化醪來處理發酵液才能保證酒精的發酵質量。

在高濃度發酵過程中，當糖濃度過高時，尤其是超過30%時，酒精發酵的速度會降到很低，而且糖分的利用率也變得很低，基本都達不到被充分利用。發酵液中的糖類濃度過高也會影響溶液的滲透壓，而滲透壓的升高對酵母菌的生長有抑制作用，甚至會導致酵母菌失活。對發酵液中的營養物質和營養成分做出相應的改變，能提高酵母菌的存活率，并且在高濃度的酒精溶液中仍然可以保證酵母菌的存活不受影響。酒精發酵過程中，為酵母提供充足的營養物質和養分，可以使酵母在糖濃度高的溶液中仍然有效的發酵溶液產生酒精。在酒精發酵的過程中應用培養基可以提高酒精產生率，尤其是加入含有氮源的培養基可以提高酵母菌對酒精的耐受性，提高酵母菌在高濃度酒精溶液中的存活率，進而使得酒精發酵的速率也有所加快。

4 結語

在這個飛速進步和發展的時代，要想穩步持續的發展下去，必須適應時代的發展方向。如今的社會都在提倡低碳環保的發展理念，和可持續發展觀，在工業發酵過程中，高濃度酒精發酵技術用它應時代步伐的優勢，在工業生產中充當著當之無愧的寵兒。

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