劉星宇

摘 要：工業(yè)發(fā)酵是現(xiàn)階段我國(guó)應(yīng)用的主要大規(guī)模發(fā)酵形式，而酒精發(fā)酵也是其中較為重要的一個(gè)門類。酒精發(fā)酵技術(shù)自從上個(gè)世紀(jì)起得到了一定的改善，當(dāng)前所應(yīng)用的原始酒精發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)較為成熟，雖然其應(yīng)用的發(fā)酵原料仍然主要為糧食與植物纖維，但是其發(fā)酵濃度也得到了很大的提高，達(dá)到了16%，并且淀粉利用率也可以達(dá)到90以上，基于工藝的改進(jìn)，其發(fā)酵過(guò)程大多也可以控制在48h左右，符合使用需要。

關(guān)鍵詞：高濃度酒精;發(fā)酵技術(shù);研究進(jìn)展

隨著社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，可持續(xù)發(fā)展理念也得到了推廣，節(jié)約資源、尊重自然的理念也在不斷深入人心?；诖?，世界各國(guó)都在積極改革自身的能源結(jié)構(gòu)，針對(duì)于可再生能源展開(kāi)探討。與石油、汽油等等能源材料相比起來(lái)，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(huì)的發(fā)展，對(duì)于能源燃料的要求也越來(lái)越高，因而原有的酒精發(fā)酵工藝也需要進(jìn)行改良，本文針對(duì)高濃度酒精發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析與總結(jié)。

1 高濃度酒精發(fā)酵簡(jiǎn)介

將發(fā)酵液與可溶性物質(zhì)的比控制在18%或以下，這樣的發(fā)酵手段即是高濃度發(fā)酵，其實(shí)原始發(fā)酵液當(dāng)中的可溶性物質(zhì)與發(fā)酵液之間的比例一般會(huì)低于12%，如果濃度高于此值，即為高濃度發(fā)酵。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)而言，發(fā)酵液當(dāng)中的糖濃度會(huì)控制在20%以下，其原因在于，酵母菌發(fā)酵的公式中，糖濃度與乙醇濃度之間成正比，而乙醇濃度過(guò)高也會(huì)對(duì)酵母菌的發(fā)酵造成影響，因而從這個(gè)角度來(lái)看，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，也需要對(duì)于其中的糖濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制?，F(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵中，應(yīng)用的主要原料為純天然谷物，經(jīng)過(guò)發(fā)酵之后，其濃度都會(huì)高于20%。除此之外，部分研究人員對(duì)于高濃度發(fā)酵作出了重新定義，將發(fā)酵液當(dāng)中的含有可溶性物質(zhì)糖化醪濃度控制在30%或以上，而部分學(xué)者也指出，在發(fā)酵液當(dāng)中，其中可溶物質(zhì)濃度過(guò)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(fā)酵的特點(diǎn)

在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們的環(huán)保意識(shí)空前提高，因而在生產(chǎn)過(guò)程中，也提高了對(duì)低碳環(huán)保的重視程度。對(duì)于工業(yè)酒精發(fā)酵而言，與傳統(tǒng)的酒精發(fā)酵相比起來(lái)，高濃度發(fā)酵當(dāng)中，可溶性固體物質(zhì)的加入量明顯提高，從原有的每100克發(fā)酵液當(dāng)中加入16克增加到每100克發(fā)酵液當(dāng)中增加32克可溶性物質(zhì)，因而總體上來(lái)看，雖然應(yīng)用了較多的可溶性物質(zhì)，但是用水量也得到了一定的節(jié)約，與舊有的工藝相比起來(lái)，節(jié)水量可達(dá)一半以上。

一方面高濃度發(fā)酵技術(shù)不僅僅有效地節(jié)約了用水量，同時(shí)在酒精的產(chǎn)出量方面也存在明顯優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)，應(yīng)用高濃度酒精發(fā)酵工藝也要有效地的提高設(shè)備利用率，應(yīng)用相同的設(shè)備即可以有效地提高產(chǎn)出量，如果需要生產(chǎn)相同總量的酒精，也可以減少機(jī)械設(shè)備的使用，從而有效地減少了對(duì)周圍環(huán)境的影響?？梢哉f(shuō)高濃度酒精發(fā)酵工藝很符合于現(xiàn)階段的發(fā)展理念，因而成為了酒精發(fā)酵技術(shù)中的重要門類。

雖然應(yīng)用高濃度發(fā)酵工藝可以有效地節(jié)約成本，保證酒精的產(chǎn)出量，但是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中仍然有部分技術(shù)問(wèn)題有待于解決：高深度糖化醪發(fā)酵時(shí)，由于糖化醪濃度高于一般標(biāo)準(zhǔn)，因而也會(huì)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，同時(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，也經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)酵不完全的問(wèn)題。其原因在于產(chǎn)物生成量過(guò)大，因而致使發(fā)酵液當(dāng)中，可提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在數(shù)量與質(zhì)量上不達(dá)標(biāo)。除此之外，糖化醪的粘性較強(qiáng)，因而在運(yùn)輸工作當(dāng)中也存在一定的問(wèn)題。

3 高濃度酒精發(fā)酵的研究進(jìn)展

20度是酒精發(fā)酵中比較常見(jiàn)的發(fā)酵溫度，在這個(gè)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(fā)酵，來(lái)發(fā)酵產(chǎn)生超過(guò)四分之一的酒精。高濃度發(fā)酵過(guò)程中用到的糖化醪較多，就使得發(fā)酵液變得粘度也會(huì)比較高，而發(fā)酵液要控制在好處理的程度才會(huì)在發(fā)酵中發(fā)揮出最有益的部分。所以高濃度酒精的發(fā)酵要選用低粘度的糖化醪來(lái)處理發(fā)酵液才能保證酒精的發(fā)酵質(zhì)量。在高濃度發(fā)酵過(guò)程中，當(dāng)糖濃度過(guò)高時(shí)，尤其是超過(guò)30%時(shí)，酒精發(fā)酵的速度會(huì)降到很低，而且糖分的利用率也變得很低，基本都達(dá)不到被充分利用。發(fā)酵液中的糖類濃度過(guò)高也會(huì)影響溶液的滲透壓，而滲透壓的升高對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)有抑制作用，甚至?xí)?dǎo)致酵母菌失活。

4 總結(jié)

在前文分析中我們不難發(fā)現(xiàn)，高濃度酒精發(fā)酵工藝現(xiàn)在已經(jīng)成為了行業(yè)內(nèi)受重視程度較高的領(lǐng)域，尤其在低碳環(huán)保理念推廣的背景之下，高濃度酒精發(fā)酵技術(shù)也具有了新的意義，在最近幾十年來(lái)也取得了一定的發(fā)展進(jìn)步。本文基于高濃度酒精發(fā)酵技術(shù)分析了其優(yōu)勢(shì)與不足，總結(jié)了其發(fā)展情況，希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。

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