高濃度酒精發酵技術的研究進展

劉星宇

摘 要：工業發酵是現階段我國應用的主要大規模發酵形式，而酒精發酵也是其中較為重要的一個門類。酒精發酵技術自從上個世紀起得到了一定的改善，當前所應用的原始酒精發酵技術已經較為成熟，雖然其應用的發酵原料仍然主要為糧食與植物纖維，但是其發酵濃度也得到了很大的提高，達到了16%，并且淀粉利用率也可以達到90以上，基于工藝的改進，其發酵過程大多也可以控制在48h左右，符合使用需要。

關鍵詞：高濃度酒精;發酵技術;研究進展

隨著社會發展水平的不斷提高，可持續發展理念也得到了推廣，節約資源、尊重自然的理念也在不斷深入人心。基于此，世界各國都在積極改革自身的能源結構，針對于可再生能源展開探討。與石油、汽油等等能源材料相比起來，酒精是一種清潔可再生能源，其釀制原料為糧食或植物纖維，但是隨著社會的發展，對于能源燃料的要求也越來越高，因而原有的酒精發酵工藝也需要進行改良，本文針對高濃度酒精發酵技術的研究進展進行了分析與總結。

1 高濃度酒精發酵簡介

將發酵液與可溶性物質的比控制在18%或以下，這樣的發酵手段即是高濃度發酵，其實原始發酵液當中的可溶性物質與發酵液之間的比例一般會低于12%，如果濃度高于此值，即為高濃度發酵。對于工業生產而言，發酵液當中的糖濃度會控制在20%以下，其原因在于，酵母菌發酵的公式中，糖濃度與乙醇濃度之間成正比，而乙醇濃度過高也會對酵母菌的發酵造成影響，因而從這個角度來看，工業發酵生產過程中，也需要對于其中的糖濃度進行嚴格控制。現代工業發酵中，應用的主要原料為純天然谷物，經過發酵之后，其濃度都會高于20%。除此之外，部分研究人員對于高濃度發酵作出了重新定義，將發酵液當中的含有可溶性物質糖化醪濃度控制在30%或以上，而部分學者也指出，在發酵液當中，其中可溶物質濃度過高，大多是由于酵母菌失活，因而其適用性需要重新探討與定義。

2 高濃度酒精發酵的特點

在進入21世紀以來，人們的環保意識空前提高，因而在生產過程中，也提高了對低碳環保的重視程度。對于工業酒精發酵而言，與傳統的酒精發酵相比起來，高濃度發酵當中，可溶性固體物質的加入量明顯提高，從原有的每100克發酵液當中加入16克增加到每100克發酵液當中增加32克可溶性物質，因而總體上來看，雖然應用了較多的可溶性物質，但是用水量也得到了一定的節約，與舊有的工藝相比起來，節水量可達一半以上。

一方面高濃度發酵技術不僅僅有效地節約了用水量，同時在酒精的產出量方面也存在明顯優勢，與此同時，應用高濃度酒精發酵工藝也要有效地的提高設備利用率，應用相同的設備即可以有效地提高產出量，如果需要生產相同總量的酒精，也可以減少機械設備的使用，從而有效地減少了對周圍環境的影響。可以說高濃度酒精發酵工藝很符合于現階段的發展理念，因而成為了酒精發酵技術中的重要門類。

雖然應用高濃度發酵工藝可以有效地節約成本，保證酒精的產出量，但是實際生產過程中仍然有部分技術問題有待于解決：高深度糖化醪發酵時，由于糖化醪濃度高于一般標準，因而也會延長發酵時間，同時在生產實踐過程中，也經常出現發酵不完全的問題。其原因在于產物生成量過大，因而致使發酵液當中，可提供的營養物質在數量與質量上不達標。除此之外，糖化醪的粘性較強，因而在運輸工作當中也存在一定的問題。

3 高濃度酒精發酵的研究進展

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。

4 總結

在前文分析中我們不難發現，高濃度酒精發酵工藝現在已經成為了行業內受重視程度較高的領域，尤其在低碳環保理念推廣的背景之下，高濃度酒精發酵技術也具有了新的意義，在最近幾十年來也取得了一定的發展進步。本文基于高濃度酒精發酵技術分析了其優勢與不足，總結了其發展情況，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。

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