发酵过程中的发酵专用消泡剂

发布时间:2012-7-16 10:20
发酵醪制备 目前国内都以8%玉米粉作发酵醪。原料经粉碎蒸煮即可。蒸煮发酵醪时常加入一定量的废醪(10%~25%)与发酵专用消泡剂,这不仅增加部分营养,而且降低粘度。蒸煮过程也是灭菌过程,因而蒸煮多以高温连续蒸煮为主(方法同酒精发酵),然后冷却进入发酵罐,在发酵罐中提前加入发酵专用消泡剂,同时制备好的种醪也从种母罐同时流入发酵罐。 发酵过程生化变化 发酵过程通常经过三个阶段,即前发酵期、主发酵期和后发酵期,整个发酵过程经40-72h结束。
   ①前发酵期:主要为种菌繁殖期。细胞数激增,酸度增加,所以又称为增酸期,由于丙酮丁醇菌发酵专用消泡剂细胞活动的结果,也产生少量的溶剂,主要的发酵产品为醋酸、寸酸、氢气、二氧化碳等。此时淀粉的消耗量为30%左右,丙酮丁醇菌和其它细菌不同,它所需的诱发期很短,很快即可增殖,通常前发酵期为开始发酵后的15-18h。
  ②主发酵朝:丙酮丁醇菌发酵专用消泡剂已能旺盛发挥它的发酵特性,将前一阶段产生的醋酸、丁酸等变为丙酮、丁醇等溶剂的阶段,在此阶段气体发生量达到最高峰,溶剂生成很快,酸度下降至原有酸度的1/2左右,所以又称减酸期,此时期在18~40h后。
   ③后发酵期:酸度达最低后,又稍为上升,维持一定水平至发酵结束,所以又称酸度复升期。此时所积聚的酸主要为不挥发酸,挥发酸量和溶剂也稍有增加,但是由于丙酮丁醇菌在此时期开始自溶,以及部分丙酮丁醇菌发酵专用消泡剂产生孢子,所以活动的丙酮丁醇菌逐渐减少,发酵逐渐衰弱以至结束。此时期在40-70h。
发酵的方法 有间歇发酵法(包括一次加料法、分次流加法)串联式发酵法和连续发酵法,目前多采用串联法和连续发酵法。 影响发酵的主要因素 温度的影响:最适发育温度为36~37 C o正常生长时期最高温度为40 C左右,有试验表明,当发酵温度增高时,溶剂产量降低,残余糖量增加。 培养基的pH值和影响:培养基中性时,丙酮丁醇菌与发酵专用消泡剂具有使淀粉发酵成丁酸、醋酸等的能力,而使pH下降,而在酸性培养基中具有将醋酸、丁酸变为丙酮丁醇的能力,丙酮丁醇菌繁殖的最适pH值为5.5~7. 0与发酵专用消泡剂。当pH低于4或高于8时,细菌的繁殖完全停止,不同的生长阶段有所不同,第一阶段pH值可以较高,如果开始pH过低,丙酮丁醇菌会生长不良,在发酵第二阶段,最适pH值下降为4.3-5.3较适合。 培养基的氧化还原情况和通风的影响:丙酮丁醇菌是嫌气菌。氧对它有毒害作用。嫌气条件不仅和氧有关,而且更和培养基的氧化还原值与发酵专用消泡剂有关。通常rH2=7.9能正常发酵,当rH2向氧化方面变动为10.2时,则不能进入第二阶段发酵;当rH2再大时,菌种不仅不能发育而且逐渐死亡。 丙酮丁醇菌因为发酵时能产生氢气、CO2,所以,只要开始发酵时能建立嫌气状态,并配合使用发酵专用消泡剂,以后则由于培养基继续为放出的氢和CO2所饱和,就能阻止空气中氧气入内,并且醪液是胶状物,培养基的粘度和固体颗粒对造成嫌气条件也有帮助。 醪液浓度,发酵产物与丙酮丁醇菌的关系:丙酮丁醇菌虽然能产生丙酮丁醇,但如果醪液中丙酮丁醇量过高时,对菌本身有毒害。所以,丙酮丁醇发酵时所采用的醪液浓度一般为8%-10%。在发酵醪内,溶剂与发酵专用消泡剂的最高浓度只能达到25 g/L(2.5%)。其中包括丙酮0.85%,丁醇1.5%,乙醇0.15%。发醺醪中丁醇量如超过1.5%,对丙酮丁醇菌则有抑制作用,因此丙酶丁醇发酵时,需要添加发酵用消泡剂醪液的浓度需要配合菌种能忍耐溶剂的浓度来决定其它如发酵时产生的糠醛,原料中的单宁等对发酵都有一定影响。 本文参考《发酵微生物学》一书。
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