厌氧发酵工艺及设备.ppt

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1、关于厌氧发酵工艺及设备现在学习的是第1页，共38页（1）活化）活化（己糖激酶；磷酸己糖异构酶；（己糖激酶；磷酸己糖异构酶；-磷酸果糖激磷酸果糖激酶）酶）现在学习的是第2页，共38页（2）裂解）裂解（醛缩酶；磷酸丙糖异构酶）（醛缩酶；磷酸丙糖异构酶） 现在学习的是第3页，共38页（3）丙酮酸及）丙酮酸及ATP产生产生（3-磷酸甘油醛脱氢酶；磷磷酸甘油醛脱氢酶；磷酸甘油酸激酶；磷酸甘油酸变位酶；酸甘油酸激酶；磷酸甘油酸变位酶；烯醇化酶；丙酮酸激酶）烯醇化酶；丙酮酸激酶）现在学习的是第4页，共38页以上三个阶段综合可得糖酵解总反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+2CH3COCOOH

2、+2ATP+2NADH+2H+2H2O现在学习的是第5页，共38页二、酵母菌的酒精、甘油发酵二、酵母菌的酒精、甘油发酵1、酒精发酵机制及其特点、酒精发酵机制及其特点酵母菌在无氧条件下利用酵母菌在无氧条件下利用丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶催化催化丙酮酸丙酮酸脱羧生成脱羧生成乙醛乙醛，乙醛在，乙醛在乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶的催化下被还原形成乙的催化下被还原形成乙醇。醇。 总反应式为： C6H12O6+2ADP+2Pi2C2H5OH+2ATP+2CO2现在学习的是第6页，共38页2、甘油发酵机制及其特点、甘油发酵机制及其特点酵母在一定条件下，利用酵母在一定条件下，利用-磷酸甘油脱氢酶的催化作用，磷酸甘油脱氢

3、酶的催化作用，使磷酸二羟丙酮作为受氢体被还原成使磷酸二羟丙酮作为受氢体被还原成-磷酸甘油，磷酸甘油，-磷酸甘油磷酸甘油在在-磷酸甘油磷酸酯酶作用下转化成甘油。磷酸甘油磷酸酯酶作用下转化成甘油。酵母菌中乙醇脱氢酶活力很强，因此在该酶作用下酵母菌中乙醇脱氢酶活力很强，因此在该酶作用下乙醛作为受氢体被还原成乙醇。乙醛作为受氢体被还原成乙醇。要想大量生成甘油，必须要想大量生成甘油，必须将受氢体乙醛除去。将受氢体乙醛除去。控制甘油发酵的方法有以下两种。控制甘油发酵的方法有以下两种。现在学习的是第7页，共38页亚硫酸钠法甘油发酵亚硫酸钠法甘油发酵即在发酵醪中加入亚硫酸氢钠，使之与乙醛发生加成反即在发酵醪中

4、加入亚硫酸氢钠，使之与乙醛发生加成反应而生成难溶的乙醛亚硫酸钠，使磷酸二羟丙酮成为唯一的受应而生成难溶的乙醛亚硫酸钠，使磷酸二羟丙酮成为唯一的受氢体从而产生大量的甘油。氢体从而产生大量的甘油。总反应式为： 2C6H12O6+H2O2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+CH3COOH+CO2现在学习的是第8页，共38页碱法甘油发酵碱法甘油发酵即调节酵母培养液即调节酵母培养液pH7.6以上，此条件下以上，此条件下2分子乙醛发生分子乙醛发生歧化反应，经氧化还原生成等量的乙酸和乙醇，由于乙醛被完歧化反应，经氧化还原生成等量的乙酸和乙醇，由于乙醛被完全消耗而磷酸二羟丙酮成为唯一的受氢体，从而

5、产生大量的甘全消耗而磷酸二羟丙酮成为唯一的受氢体，从而产生大量的甘油。油。 总反应式为： 2C6H12O6+H2O2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+ CH3COOH+CO2现在学习的是第9页，共38页由于甘油发酵中不能为酵母细胞提供生由于甘油发酵中不能为酵母细胞提供生长所需的长所需的ATP，因此实际生产中需向发酵醪，因此实际生产中需向发酵醪中不断补加生长成熟的酵母菌才能使甘油发中不断补加生长成熟的酵母菌才能使甘油发酵顺利进行。酵顺利进行。 现在学习的是第10页，共38页三、乳酸发酵三、乳酸发酵 乳酸菌在无氧条件下，丙酮酸会接受从乳酸菌在无氧条件下，丙酮酸会接受从3-磷酸甘油醛脱

6、下的由磷酸甘油醛脱下的由NADH携带的氢，在乳酸携带的氢，在乳酸脱氢酶的作用下生成乳酸。乳酸发酵包括同型脱氢酶的作用下生成乳酸。乳酸发酵包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。乳酸发酵和异型乳酸发酵。现在学习的是第11页，共38页 1、同型乳酸发酵、同型乳酸发酵指乳酸杆菌利用葡萄糖经糖酵解途径完全指乳酸杆菌利用葡萄糖经糖酵解途径完全转化为乳酸，转化为乳酸，没有其他副产物形成没有其他副产物形成，1分子葡分子葡萄糖生产萄糖生产2分子乳酸，理论转化率为分子乳酸，理论转化率为100%。 总反应式总反应式为：为：C6H12O6+2ADP+2Pi2CH3CH(OH)COOH+2ATP现在学习的是第12页，共38页

7、2、异型乳酸发酵、异型乳酸发酵异型乳酸发酵除生成异型乳酸发酵除生成乳酸乳酸外还生成外还生成CO2和和乙醇或乙酸乙醇或乙酸，其生物合成途径有，其生物合成途径有6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸途径和双歧途径。酸途径和双歧途径。 现在学习的是第13页，共38页经过经过6-磷酸葡萄糖酸异型乳酸发酵途径，磷酸葡萄糖酸异型乳酸发酵途径，1分子葡萄糖最终可转化为分子葡萄糖最终可转化为1分子乳酸和分子乳酸和2分子乙分子乙醇，乳酸对糖的理论转化率为醇，乳酸对糖的理论转化率为50%。双歧途径特征：反应在厌氧条件下进行，双歧途径特征：反应在厌氧条件下进行，反应过程中不发生脱氢反应，反应过程中不发生脱氢反应，1分子葡萄糖经

8、分子葡萄糖经双歧反应途径最终转化为双歧反应途径最终转化为1分子乳酸和分子乳酸和1.5分子分子乙酸，乳酸对糖的理论转化率为乙酸，乳酸对糖的理论转化率为50%。现在学习的是第14页，共38页现在学习的是第15页，共38页四、甲烷（沼气）发酵四、甲烷（沼气）发酵（了解）（了解）甲烷发酵是有机物在厌氧条件下经甲烷菌甲烷发酵是有机物在厌氧条件下经甲烷菌转化为甲烷并产生转化为甲烷并产生ATP的过程。的过程。甲烷菌特征：甲烷菌特征：绝对嫌气菌，不产孢子，细胞球绝对嫌气菌，不产孢子，细胞球型、杆型、螺旋型或弧形。型、杆型、螺旋型或弧形。参与参与甲烷发酵的微生物甲烷发酵的微生物主要有细菌、产酸菌、主要有细菌、产

9、酸菌、专性质子还原菌、醋酸菌及甲烷产气菌。专性质子还原菌、醋酸菌及甲烷产气菌。现在学习的是第16页，共38页 甲烷发酵主要包括两个阶段。甲烷发酵主要包括两个阶段。第一为阶段为第一为阶段为产酸产酸阶段：首先将有机物水解成阶段：首先将有机物水解成单体化合物，进一步分解成各种脂肪酸、单体化合物，进一步分解成各种脂肪酸、CO2和氢气，各种脂肪酸最终分解成醋酸、和氢气，各种脂肪酸最终分解成醋酸、CO2和和氢气；氢气；第二阶段为第二阶段为产甲烷产甲烷阶段：醋酸、阶段：醋酸、CO2和氢气转和氢气转化成甲烷。这两个阶段几乎同时发生，但却是化成甲烷。这两个阶段几乎同时发生，但却是完全不同的微生物参与完成的。完全

10、不同的微生物参与完成的。现在学习的是第17页，共38页第二节第二节 白酒与酒精发酵白酒与酒精发酵一、白酒固态发酵一、白酒固态发酵 1、饮料酒概述、饮料酒概述饮料酒：饮料酒：将酒精含量达将酒精含量达1%（体积分数）以上的（体积分数）以上的饮料规定为酒精饮料。饮料规定为酒精饮料。酒度：酒度：酒饮料中酒精的百分含量称做酒度。酒饮料中酒精的百分含量称做酒度。（1）体积百分比酒度：）体积百分比酒度：每每100毫升酒液中纯酒毫升酒液中纯酒精的毫升数。啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒均以精的毫升数。啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒均以此法表示酒度。此法表示酒度。现在学习的是第18页，共38页（2）质量百分比酒度：）质量百分

11、比酒度：每每100 g酒液中含有酒酒液中含有酒精的克数。精的克数。（3）标准酒度：）标准酒度：100标准酒度相当于体积分数标准酒度相当于体积分数57.07，相当于质量分数，相当于质量分数49.44%。现代标。现代标准酒度：准酒度：100标准酒度标准酒度50（V/V）现在学习的是第19页，共38页2、饮料酒的分类、饮料酒的分类现在学习的是第20页，共38页 3、白酒的分类、白酒的分类 （1 ）按酒的香型分）按酒的香型分酱香型（茅香型）：贵州茅台酱香型（茅香型）：贵州茅台浓香型（泸香型）：泸州老窖特曲浓香型（泸香型）：泸州老窖特曲清香型（汾香型）：山西杏花村汾酒清香型（汾香型）：山西杏花村汾酒米香

12、型（蜜香型）：广西桂林三花酒米香型（蜜香型）：广西桂林三花酒现在学习的是第21页，共38页其它香型：其它香型： 这类酒的香型各有特征，酿造工艺采用浓香这类酒的香型各有特征，酿造工艺采用浓香型、酱香型或汾香型白酒的一些工艺。型、酱香型或汾香型白酒的一些工艺。 其它香型又包括：其它香型又包括： 兼香型白酒：兼香型白酒： 代表为兼香型白云边代表为兼香型白云边 凤香型白酒：凤香型白酒： 代表为西凤酒代表为西凤酒 药香型白酒：药香型白酒： 代表为董酒代表为董酒 豉香型白酒：豉香型白酒： 代表为豉味玉冰烧代表为豉味玉冰烧 芝麻香型白酒：代表为景芝老白干芝麻香型白酒：代表为景芝老白干 特型白酒：特型白酒：

13、代表为四特酒代表为四特酒 现在学习的是第22页，共38页现在学习的是第23页，共38页现在学习的是第24页，共38页现在学习的是第25页，共38页现在学习的是第26页，共38页现在学习的是第27页，共38页现在学习的是第28页，共38页（2）按使用的糖化发酵剂分大曲酒：以大曲为糖化发酵剂制成的固态法白酒，如枝江大曲、茅台等。小曲酒：以小曲为糖化发酵剂制成的白酒，如桂林三花酒。麸曲酒：以麸曲为糖化剂、酒母为发酵剂制成的白酒，如北京二锅头。现在学习的是第29页，共38页（3）按生产工艺分）按生产工艺分固态法白酒：固态法白酒：固态制曲、固态发酵、固态固态制曲、固态发酵、固态 蒸馏，蒸馏，如茅台等大曲

14、酒。如茅台等大曲酒。液态法白酒：液态法白酒：液态发酵、液态蒸馏，如一些低端液态发酵、液态蒸馏，如一些低端白酒。白酒。半固态法白酒：半固态法白酒：前期固态发酵，后期适时前期固态发酵，后期适时 投水，投水，发酵转为半固态，如部分小曲酒。发酵转为半固态，如部分小曲酒。现在学习的是第30页，共38页4、白酒的发酵机理、白酒的发酵机理 白酒酿造大多是固态发酵，其主要产物是乙醇，白酒酿造大多是固态发酵，其主要产物是乙醇，还含有约还含有约1%的其他香味物质。白酒中的香味物质的其他香味物质。白酒中的香味物质主要是醇类、酯类、醛类、酮类、芳香族化合物等主要是醇类、酯类、醛类、酮类、芳香族化合物等物质。物质。 白

15、酒物质的产生过程：白酒物质的产生过程： 1、淀粉、淀粉糖糖乙醇乙醇 2、蛋白质、蛋白质氨基酸氨基酸醇、醛、酮等物质醇、醛、酮等物质现在学习的是第31页，共38页5、白酒生产的原辅料、白酒生产的原辅料原料：原料： 一般来说，含有淀粉或可发酵性糖的物一般来说，含有淀粉或可发酵性糖的物料，都可作白酒生产的原料，如高粱、大米、料，都可作白酒生产的原料，如高粱、大米、小麦和甘蔗等。小麦和甘蔗等。主要原料：主要原料：高粱、玉米、大米、小麦、大麦、高粱、玉米、大米、小麦、大麦、 青稞、豌豆；青稞、豌豆； 甘薯、木薯；甘薯、木薯； 糖蜜。糖蜜。现在学习的是第32页，共38页 辅料（填充料）辅料（填充料）作用：

16、作用： 调整酒醅的淀粉浓度，冲淡酸度；调整酒醅的淀粉浓度，冲淡酸度； 吸收酒精、保持浆水；吸收酒精、保持浆水； 使酒醅有一定的疏松度和含氧量；使酒醅有一定的疏松度和含氧量； 增加界面作用，使蒸煮、糖化发酵和蒸馏能顺利进行；增加界面作用，使蒸煮、糖化发酵和蒸馏能顺利进行； 增加酒醅的透气性，有利于酒醅发酵的升温。增加酒醅的透气性，有利于酒醅发酵的升温。现在学习的是第33页，共38页 填充料质量的优劣与用量和出酒率及酒的填充料质量的优劣与用量和出酒率及酒的质量有密切关系。质量有密切关系。常用的辅料有：常用的辅料有： 麸皮、高粱糠、稻壳、酒糟、麸皮、高粱糠、稻壳、酒糟、 玉米芯玉米芯 白酒生产用水白

17、酒生产用水（1）工艺用水）工艺用水（2）降度用水）降度用水现在学习的是第34页，共38页6、制曲、制曲 曲是一种糖化发酵剂，是酿酒发酵的原动曲是一种糖化发酵剂，是酿酒发酵的原动力。力。制曲本质制曲本质上就是扩大培养酿酒微生物的过程上就是扩大培养酿酒微生物的过程。 传统酿酒所用的曲有大曲和小曲。传统酿酒所用的曲有大曲和小曲。现在学习的是第35页，共38页（ 1）大曲的特点）大曲的特点 用生料制曲用生料制曲 、自然接种、大曲是糖化剂，也是酿、自然接种、大曲是糖化剂，也是酿酒原料的一部分酒原料的一部分 、强调使用陈曲。、强调使用陈曲。（2）大曲的分类）大曲的分类 根据制曲过程中控制的最高温度不同，分

18、为：根据制曲过程中控制的最高温度不同，分为：高温大曲高温大曲： 品温品温6060，多用于，多用于酱香型白酒酱香型白酒的酿制。的酿制。中高温大曲中高温大曲：5050品温品温6060，多用于，多用于浓香型白酒浓香型白酒 的酿制。的酿制。中温大曲中温大曲： 品温品温5050，多用于清香型白酒的酿制。，多用于清香型白酒的酿制。 现在学习的是第36页，共38页（3）大曲中的有关微生物）大曲中的有关微生物 大曲中的微生物可主要分为大曲中的微生物可主要分为3个类型：个类型：霉菌类：霉菌类：曲霉（米曲霉、黑曲霉、红曲霉）、根霉、曲霉（米曲霉、黑曲霉、红曲霉）、根霉、 毛霉、青霉等。主要毛霉、青霉等。主要起糖化起糖化作用。作用。酵母类：酵母类：酒精酵母、汉逊酵母、假丝酵母等，主要起酒精酵母、汉逊酵母、假丝酵母等，主要起发酵和产发酵和产脂产香脂产香作用。作用。细菌类：细菌类：醋酸菌、乳酸菌、芽孢杆菌等。细菌的各种代谢产醋酸菌、乳酸菌、芽孢杆菌等。细菌的各种代谢产物物对白酒的香型、风格对白酒的香型、风格具有重要的作用。具有重要的作用。现在学习的是第37页，共38页感谢大家观看现在学习的是第38页，共38页