黄姜淀粉酒精发酵工艺的研究
２００９年第４期经验交流
中国酿造
总第２０５期
・１０７・
黄姜淀粉酒精发酵工艺的研究
陈合，李世玉，舒国伟，曾凤辉
（陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安７１００２１）
摘要：以黄姜淀粉为原料，通过单因素和正交试验确定了利用活性干酵母发酵生产酒精的最佳工艺条件为：装液量１３０ｍＬ，接种量１７％，发酵时间８４ｈ，发酵液初始ｐＨ４．２，酒精度７．３８％ｖｏｌ，淀粉利用率为８６．５８％。关键词：黄姜；淀粉；酒精；优化中图分类号：ＴＳ２６２．２
文献标识码：Ｂ
文章编号：０２５４－５０７１（２００９）０４－０１０７＿０２
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｅｔｈａｎｏｌｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｙａｍｓｔａｒｃｈ
ＣＨＥＮＨｅ，ＬＩＳｈｉｙｕ，ＳＨＵＧｕｏｗｅｉ，ＺＥＮＧＦｅｎｇｈｕｉ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，彤，锄７１００２１，Ｃｔｒ函ａ）
Ａｂ矾ｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒａｎｄｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｌｃｏｈｏｌ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙａｃｔｉｖｅｄｒｙｙｅａｓｔｕｓｉｎｇ
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ｆｏｌｌｏｗｅｄ：ｔｈｅｍｅｄｉｕｍ
ｖｏｌｕｍｅｉｎｆｌａｓｋ１３０ｍＬ，ｉｎｏｃｕｌｕｎｌ１７％，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｉｍｅ
８４札ｐＨ４．２．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｕｔｉｌｉ７：ｉｎｇｒａｔｉｏｏｆｓｔａｒｃｈｒｅａｃｈｅｄ７．３８％ｖｏｌａｎｄ８６．５８％，ｒｅｓｐｌｅｃ＝ｔｉ＿ｖｅｌｙ．
ｒ，．ｏｙ
ｗｏｒｄｓ：ｙａｍ；ｓｔａｒｃｈ；ａｌｃｏｈｏｌ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
黄姜在工业上主要用来提取黄姜皂素，黄姜皂素是１．２．３酒精基础发酵条件：
合成各种甾体激素类药物的重要医药化工原料，是合成１５０ｍＬ锥形瓶装液量ｌＯＯｍＬ，接种量１５％，ｐＨ４．５，２８．５℃甾体激素药物的基础原料和起始中间体【“。当前国内许多静置发酵８４ｈ。
厂家生产黄姜皂素都是采用酸水解法，黄姜中含量为４０％～１．２．４酒精浓度的测定闭
５０％的淀粉没有得到综合利用，其水解导致滤液中的取１００ｍＬ发酵液于蒸馏烧瓶中，加１００ｍＬ蒸馏水，蒸馏ＢＯＤ、ＣＯＤ值增高、色深，造成了严重的环境污染和资源的出１００ｍＬ溶液，用比重计测定溶液中的酒精度，并用温度计极大浪费闭。本课题组采用从黄姜中先分离出纤维素及淀测定溶液的温度，最后将其换算成２０℃时的酒精度。粉，再经过酸水解、中和提取皂素的方法网，得到了淀粉，２结果与讨论
本试验对利用黄姜淀粉生产酒精进行了研究，对黄姜皂２．１装液量对产酒精浓度的影响
素工业提高经济效益，防治污染有积极的指导意义。在１５０ｒｎＬ－－＿．一角瓶中分别加入不同体积的糖化醪，考察１材料与方法其对产酒精的影响，结果见图ｌ。
１．１材料
黄姜淀粉：实验室自制；酿酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；耐高温仅．淀粉酶（１５０００Ｕ／ｍＬ）：无锡星达生物工程有限公司；糖化酶（１００００Ｕ／ｍＬ）：无锡星达生物工程有限公司。
１．２方法
％，毯晕Ｉ船
１．２．１酵母活化闱
取一定量的活性千酵母置于１０倍重量的５％灭菌待用的糖水中，３８℃水浴中活化５０ｒａｉｎ，即可用来接种。装液ｔ／ｍＬ
１．２．２淀粉的液化与糖化阳
圈１装液■对产酒精的影响
淀粉酶保护剂。向其中加耐高温Ｏｔ．淀粉酶（１００呀基淀
酒精发酵的淀粉浆浓度为１５％，加入０．１５％ＣａＣＩ：作为
Ｆｉｇｕｒｅ１．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｅｄｉｕｍｖｏｌｕｍｅｉｎｆｌａｓｋｏｎａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
粉），在９０℃水浴条件下保持１ｈ使其完全液化，冷却至６０℃，由图１的结果可知，装液量为６０ｍ１．ｒ－，１２０ｍＬ时酒精产量加糖化酶（１００Ｕ／ｇ干基淀粉），在６０％水浴条件下保持ｌｈ使逐渐升高，而１４０ｍＬ时又降低，因此酒精发酵最佳装液量其完全糖化后灭菌备用。
取１２０ｍＬ。
收稿日期：２００８・ｌｌ－１１
基金项目：陕西省教育厅科学研究计划项目（０７Ⅸ１８３）
作者简介：陈合（１９５６－），男。陕西武功人，教授，研究方向为食品生物技术与工程。
２００９ＮＯ．４
・１０８・
ＳｅｒｉａｌＮｏ．２０５
ＣｈｉｎａＢｒｅｗｉｎｇ
ＥｘｐｅｒｉｅｎｃｅＥｘｃｈａｎｇｅｓ
２．２发酵时间对产酒精浓度的影响
１５０ｍＬ的锥形瓶１２０ｍＬ的装液量，灭菌后接种１５％活化的活性干酵母，２８．５℃静置培养不同时间，结果见图２。
鼍
蔷
簇
接种量／％
圈４接种量对产酒精的影响
Ｆｉｇｕｒｅ４．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｏｃｕｌｕｍ
ｏｎ
ａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
２．５发酵产酒精工艺条件的优化
发酵时间／ｍＬ
圈２发酵时问对产酒精的影响
Ｆｉｇｕｒｅ２．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｉｍｅ
ＯＲ
；
根据单因素试验的结果，选择装液量、发酵时间、发酵液初始ｐＨ值、接种量进行４因素３水平的正交试验，来确定最佳产酒精条件，其结果见附表和图５。
ａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
由图２的结果可知，８４ｈ时酒精产量最高，这是因为酵母发酵产酒精先要经历一个酵母生长期，才会进入酒精发酵期。
２．３发酵液初始ｐＨ值对产酒精浓度的影响
１５０ｍＬ锥形瓶中１２０ｍＬ的装液量，液化糖化后调至不同的ｐＨ值，灭菌后接种活化的活性干酵母，１５％的接种量，２８．５℃静置培养８４ｈ后测定发酵液酒精度，结果见图３。
附裹优化发酵产酒精工艺条件正交试验设计及结果分析
Ａｔｔａｃｈｅｄｔａｂｌｅ．Ｆａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｓｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ
ｔｈｅａｌｃｏｈｏＩｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
初始ｐＨ值
髓３发酵液初始ｐＨ值对产酒精的影响
Ｆｉｇｕｒｅ３．ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｉｎｎｉａｌｐＨ
ｏｎ
ａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
发酵培养基的ｐＨ值对微生物生长具有非常明显的影响，也是影响发酵过程中各种酶活的重要因素，所以控制发酵液的ｐＨ值对产物的形成非常重要。由图３可知，ｐＨ值为４．５时酒精产量最高，则发酵最适ｐＨ值为４．５。２．４接种量对产酒精浓度的影响
１５０ｍＬ的锥形瓶１２０ｍＬ的装液量，灭菌后接种不同量的活化后的活性干酵母，结果见图４。
由图４的结果可知，接种量为１５％时酒精产量最高。说明酵母发酵黄姜淀粉产酒精的接种量挺大。但随着接种量的加大（＞１５％时），酒精度呈下降趋势，这说明也不是接种量越大酒精产量越高。
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圈５酒精浓度趋势图
Ｆｉｇｕｒｅ５．Ｔｒｅｎｄｏｆａｌｃｏｈｏｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
经验交流
中国酿造
２００９年第４期总第２０５期
・１０９・
不同澄清剂澄清石榴酒效果的比较
孙小波，花旭斌・，林巧，李流川
（西昌学院食品科学系，四川西昌６１５０１３）
摘要：比较了果胶酶、明胶、硅藻土３种澄清剂在不同浓度、温度、时间、ｐＨ值的条件下澄清石榴酒的效果。结果表明：果胶酶、硅藻土对石榴酒的澄清效果优于硅藻士；复合澄清剂的澄清效果优于单一澄清剂，在果胶酶浓度０．４９／Ｌ、明胶浓度０．３９／Ｌ、硅藻土浓度１．５９／Ｌ、温度５０℃、ｐＨ４．５的条件下，澄清效果最佳。关键词：果胶酶：明胶；硅藻土；澄清；石榴酒中图分类号：ＴＱ４２４，ＴＳ２６２．７
文献标识码：Ｂ
文章编号：０２５４—５０７１（２００９）０４—０１∞ｋ０３
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｃｌａｒｉｆｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔ
ｏｆｄｉｆｆ啪ｎｔｃｌａｒｉｉｉｅｒｓ
Ｏｌｌ
ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅｗｉｎｅ
ＳＵＮＸｉａｏｂｏ，ＨＵＡＸｕｂｉｎ＊，ＬＩＮＱｉ∞，ＬＩＬｉｕｃｈｕａｎ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＸｉｃｈａｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉｃｈａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ
６１５０１３，ｃ－物ａ）
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ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｅｃｌａｒｉｆｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｐｅｃｔｉｎａｓｅ，ｇｅｌａｔｉｎａｎｄｄｉａｔｏｍｉｔｅ
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ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅｗｉｎｅ
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ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｅｍ－
ｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｐＨ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｔｈｅｃｌａｒｉｆｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｕｎｄｃｌａｒ／ｆｉｅｒ４．５．ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉＳｔｈｅｂｅｓＬ
ＫｅＹｗｏｒｄｓ：ｐｅｃｔｉｎａｓｅ；ｇｅｌａｔｉｎ；ｄｉａｔｏｍｉｔｅ；ｃｌａｒｉｆｙ；ｐｏｍｃｇｒａｎａｌｅｗｉｌｌｅ
ｏｆｐｅｃｆｉｎａｓｅ，ｄｉａｔｏｍｉｔｅ
ｐｏｍｅｇｒａｎａｔｅｗｉｎｅｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｄｉａｔｏｍｉｔｅ；ｔｈｅ
ｉｓ如ｌｌｃｒ
ｔｈａｎｓｉｎｇｌｅｃｌａｒｉｆｉｅｒ．Ｏｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ０．４９／Ｌｐｅｃｔｉｎａｓｅ，ｏ．３９／Ｌｇｅｌａｔｉｎ，１．Ｓｇ／Ｌｄｉａｔｏｍｉｔｅ，５０。ＣａｎｄｐＨ
石榴酒是以石榴为原料，经破碎、榨汁、低温发酵、陈酿老熟而成。其色泽金黄，清澈透明，口味酸怡，果香浓郁，酒体醇厚。但是，石榴酒在加工、销售、储存过程中，易出现失光浑浊、沉淀甚至氧化变质的现象，严重影响了石榴酒的感官质量。因此需要加入各种澄清剂，除去一部分或大部分已造成混浊沉淀的物质成分，使酒液获得良好的感官指标和长期的稳定性。
果胶酶可以软化果肉组织中的果胶质，使其分解为半乳糖醛酸和果胶酸，使其黏度下降，原来存在酒液中的固形物失去依托而沉降下来，增强澄清效果，加快了过滤速度，提高成品酒的感官质量。明胶物质带有一定的电荷数，能与酒中带有电荷的果胶、多酚、蛋白质等结合，聚合
收稿日期：２００９－０９－１２
成大颗粒物质，通过离心、过滤分离，达到澄清酒的目的；明胶能与单宁作用生成一种粘糊状的化合物，吸附酒中的浑浊微粒，使其成为小片状物而被除去，使酒澄清。硅
藻土具有较强的吸附性，处理酒时，其中的Ｃａ２＋、Ｍ矿等金
属离子与果胶酸作用形成果胶酸盐，加速了果胶的沉淀。同时，它还可以吸附部分的果胶、色素、酵母等其他固体悬浮物，从而达到澄清原酒的目的。１材料与方法１．１材料
复合果胶酶：广东环凯微生物科技公司；明胶：成都化学试剂厂；硅藻土：西昌市售；石榴酒：西昌学院实验室制作。
作者简介：孙小波（１９８６－），男，本科生；花旭斌・，讲师，研究方向为果酒发酵与澄清。
由附表及图５的结果可知，黄姜淀粉产酒精的最佳工艺条件为Ａ３８３Ｃ２Ｄ。，即装液量１３０ｍＬ，接种量１７％，发酵时间８４ｈ，发酵液初始ｐＨ４．２，该最佳组合在９次正交试验内，
参考文献：
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２００３，２３（１０）：１８４２．１８４８．
最优结果为７．３８％ｖｏｌ。另由ＲＡ＞Ｒｃ＞如＝ＲＤ可知，对黄姜
淀粉发酵生产酒精影响最大的因子是装液量，其次是发酵时间，接种量和初始ｐＨ对产酒精影响相对偏小。
・和３结论
黄姜淀粉发酵生产酒精的最佳工艺条件为装液量１３０ｍＬ，接种量１７％，发酵时间８４１１，发酵液初始ｐＨ值为４．２。在此条件下，酒精度达到７．３８％ｖｏｌ，淀粉利用率为
８６．５８％。
【２】蔡俊．黄姜提取皂素废液柠檬酸发酵条件研究阴．中国酿造，
２００６，６：１４．１７．
【３】陈合，李庆娟，舒国伟，等．黄姜皂素提取工艺研究田．天然产物研究
与开发，２００７，１９（５）：８６６－８６８．
【４】粱晓军，胡卉，常春，等．耐高温活性干酵母发酵小麦淀粉生产酒
精的工艺研究阴．酿酒科技。２００３，“）：６２．．６３．
【５】马妍，张黎明，袁毅．黄姜淀粉理化性质的研究川．食品工业科技，
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【６】吴根福，杨志坚．发酵工程试验指导【Ｍ】．北京：高等教育出版社，２００６．【７】李志平，庞宗文．生木薯淀粉直接发酵生产酒精的发酵条件研究啊．酿
酒科技，２００５，（１２）：５７．５９．