生料酿酒工艺实验报告

1、桂林理工大学生物工程专业技能实习报告生料酿酒工艺研究学生姓名：方护辉 指导教师：张会香，李子院摘要：本文对生料酿酒工艺进行了研究，大米粉碎后按粮酶比加入0.3%的糖化酶， 0.2%的活性干酵母和0.1生香酵母进行发酵，结果表明，在各项指标均合格的情况下大米产酒率可达29%。关键词：生料酿酒；大米；糖化；发酵Technology of liquor-making with uncooked materialsStudent: WANG Li-gang Teacher: LI Hai-yun, LI Zi-yuan, LIU Hong-yanAbstract :This pap

2、er with uncooked materials technology, rice after smashing in proportion to add 0.3% of saccharifying enzyme, 0.2% of active dry yeast and 0.1% of the fermented chao 

3、;yeast, and the results show that, in all the indexes of qualified in rice wine rate can amount to 29%.Key words: Liquor-making with uncooked materials; rice; saccharification; fermentation前 言生料酿酒是微生物利用生淀粉

4、直接进行生长、繁殖及代谢的过程1。在这个过程中, 首先微生物利用自身所产的酶将生淀粉转化成葡萄糖, 提供微生物生长、繁殖所需要的能量。同时在酒化酶的作用下, 将葡萄糖转化成酒精, 排出细胞外。加水糖化发酵、蒸馏而成，其特点是采用生原料，不经蒸煮糊化，不需配糟，整个发酵过程是在液态中进行。此法具有投资省，操作简便，清洁卫生，出酒率高的特点，效益较明显。又因为在其酿造过程中不需添加稻壳等辅料， 所以其酿酒废酒糟可直接作饲料一种营养价值较高的优质饲料。在某些地区甚至出现了以生产饲料喂猪为主、 产酒为辅的现象。总之，生料酿酒项目是特别适合在我

5、国农村大力推广的项目。生料酿酒工艺与传统发酵酒精工艺比较, 具有节约能源,提高出酒率, 操作简便, 便于工业化生产2。全球性的能源危机, 使生料酿酒项目的研究愈来愈迫切。生料酿酒就是酿酒的原料不需要蒸熟，直接用生料就能把淀粉转化成糖，再转化成乙醇。只要含有淀粉的物质或含糖的物质都能转化成乙醇即食用酒精。除了大米外，其他粮食都需要粉碎。要想用生料酿出的白酒口感好，必须搭配好酿酒的原料。高粱酿酒香，但出酒少。大米出酒多，但不够暴。玉米出酒率仅次于大米。但小酒厂因没有脱胚机械，故酿出的酒就有玉米味。小麦酿出的酒适合大众口味 ,但受资源限制,大麦酿味道很好,所以

6、搭配好酿酒原料才是关键,一般根据当地产的粮食和当地人口感适当搭配,例如:大米(也可用碎米)8090%,高梁1020%(高粱需粉碎)玉米10%,高梁 10%,小麦30%,大麦20%,大米30%。我这里所介绍的粮食搭配可提高酒质,也不是说单一的粮食就不能酿酒。自20世纪20年代Stamberg等人提出。 -淀粉酶能水解 4%10%的小麦生淀粉以来，各国科学家在此方面做了大量的研究工作3。生料液态发酵法酿酒, 即原料+水+曲发酵蒸馏白酒。工艺流程简单, 易操作。其实质是将原料中的生淀粉直接水解, 在糖化淀粉酶和酵母的作用下直接进行酒精发酵, 

7、;蒸馏而成。它摒弃了传统白酒高温蒸煮工艺, 出酒率提高 20%，设备利用率提高30%, 吨酒耗煤降低35%, 单位成本大大降低, 是酿酒行业的一大突破4。 我国是世界酒文化发源地之一，具有悠久的酿酒传统工艺历史，经过历代酿酒传人的不懈努力，不断地改进和创新酿酒技术，形成了当今以生料培养大曲或小曲为糖化发酵剂，熟料酿造白酒的独特的传统生产工艺5。在传统操作中，熟料工艺因浸泡及蒸料时间长, 可发酵性物质损失大。据酒精生产测定,可发酵性糖的损失随温度的升高和时间的延长而增加。在温度130e、原料颗粒直径为1.5mm、蒸煮时间30m

8、in条件下, 可发酵性物质的损失可达2.6%。生料工艺与熟料工艺相比,可将淀粉不彻底糊化的损失降到等于或低于熟料工艺的可发酵性物质损失量。在生料酿造中所用的酶制剂有糖化酶和根霉淀粉酶等。黑曲糖化酶系除具有高活性的淀粉酶系外，还有相当活力的纤维素酶和果胶酶系, 这种较全面的酶系为生料工艺奠定了良好的基础。此外,根霉淀粉酶系中含有比黑曲糖化酶生淀粉分解能力强3倍的淀粉酶系, 两种酶系配合使用, 可大幅度提高淀粉利用率, 提高出酒率6。酒曲的选择与使用方法：生料曲主要是多菌种多酶系 混合在一起的强化酵母。分为常温型与高温型，好的酒曲不但能把淀粉转化为

9、白酒，而且能生成多种香味物质，酿出的酒有醇香，生料味少，由于生料曲属于强化曲能把生料转化成白酒，那么用于熟料也完全可以，而且出酒率很高，发酵快。生料曲的用量一般为0.6-0.8%。室内温度20-38度都能发酵出酒。最适宜温度为25-35度。高温曲夏天室内温度不超过42度也能正常发酵。发酵时间越长，酿出的酒越香。夏天，粮水曲的比为100：300：0.8，冬天，粮水曲的比为100：260：0.8。发酵速度的快慢与温度有关，温度越高，发酵越快，出酒越香。反之，温度越低，发酵越慢，酒质越差。生料熟料两种酿酒工艺对比 以传统的小曲酒固态法工艺为例，其工艺流程：原料浸泡初蒸焖粮复蒸出甑摊凉加曲装箱培菌配糟

10、装桶发酵蒸馏成品酒。 生料酿酒工艺流程：生料+曲发酵蒸馏成品酒。 从上述两种工艺流程对比中，即可明显看出生料酿酒工艺较之熟料酿酒工艺具有如下优点： 1、 原料+水+曲后就进入发酵，省去了原料的浸泡、初蒸、焖粮、复蒸、出甑摊凉、加曲、装箱培菌、配糠等8道工序，因而节约了原料蒸煮所需燃料、人工、时间、占地面积等等。 2、 生料酿酒不须要辅料，如稻壳等，从而节省了购买辅料的费用人工等。3、 按原料总量加入0.60.7%生料酒曲外，不需再添加任何曲药和其他添加剂如活性干酵母、糖化酶等，省去了制曲车间、购买各种添加剂的费用及繁琐的工艺操作。 4、生料酿酒出酒率和成品酒口感都大大地超过熟料酿酒工艺。比如，

11、以酿酒技术较为先进的黑龙江普通白酒为例，原料出酒率一般为4853%（酒度以57.5%计），最高也只能达到5556%。 采用无锡市永安生料酿酒技术开发公司研制的生料酒曲按上述工艺流程生产，玉米出酒率能达到55%（酒度以65%计），大米出酒率能达到65%，而且成品酒香味丰满、柔和、尾净、无邪杂味、无新酒贯有的糠味、酒槽味、糊味、暴辣味。有的厂家反映，采用生料酿酒技术生产的白酒，蒸馏出来后不经勾调即能达到一级质量标准。 综上所述，生料酿酒是采用边糖化、边发酵、液态发酵、液态蒸馏的全液态法生产工艺，把几千年来的传统技术的烦琐、复杂的工艺流程简化为配料、发酵、蒸馏三道工艺，因此操作简便，轻松。生料酿酒酒

12、曲的特点 生料酿酒成败的关键在于酒曲，这种酒曲既要能将生淀粉转化为糖，又要同时将糖转化为酒精，而且还要保证有较高的出酒率和较完美的口感。 合肥酿酒技术服务中心研制的生料酒曲具有如下特点： 1、 能将任何含有淀粉或糖分的植物发酵成为酒精。淀粉出酒率几乎能达到100%。 2、 这种酒曲不仅能酿制各种白酒和酒精，还能酿造各种低度酒。如米酒、黄酒、葡萄酒、蕃茄酒、苹果酒、桃梨酒、南瓜酒等等。 3、 利用这种曲种，还能酿制各种不同香型的白酒。 例如浓香型白酒，不仅工艺流程复杂，操作难度高，而且发酵时间长，出酒率低。如采用上述生料酿酒工艺流程生产，在发酵时加入适量的已酸菌液或加入0.30.5%已酸已酯共同

13、发酵蒸馏出来即为浓香型白酒。 酿造黄酒也是如此，在发酵时加入适量的黄酒生香菌液或加入黄酒香料共同发酵，发酵完毕酒醪即具有黄酒香味。其它各种香型的酒也是如此。 因为各种不同香型的酒，其主体香味成分一部分是由原料本身决定的，一部分则是从外界带入的，以大米、玉米、高梁为例，如不从外界加入其它香味物质，酿制出来的即是米香型或清香型白酒。 4、 上述生料酿酒工艺流程适用于一切蒸馏酒和酒精生产。 酿造各种蔬菜瓜果酒，包括黄酒的工艺流程如下：生料+水+曲发酵过滤澄清勾调杀菌（紫外线）精滤陈酿装瓶。采用此工艺技术完全不用燃料，节约能源95%以上。白酒是世界上六大蒸馏酒之一，是我国的国酒。目前，白酒行业年产 3

14、 万 t 以上的企业有 17 家，白酒集团公司约 20 家，白酒行业年利税亿元以上的有 20余家，白酒全国年产量为 500600 万 t。1999 年，四川省食品发酵工业研究设计院刘义刚先生发表了“无蒸煮原料液态法酿酒技术初探”一文，对生料酿酒工艺技术作了研究，并做了酿酒生产试验，取玉米粉 50 kg，加清水 125 kg，生料酒曲 300 g，控制品温 2835 ，发酵7 d 蒸馏产酒 30.5 kg（酒精含量以 60 计），出酒率达 61 %。2000 年，黑龙江哈尔滨市三丰酿酒发酵研究所孙有波等对生料液态白酒生产技术做了研究，认为液态生料制酒，所产白酒的总酸、总酯及杂醇油含量与固态酶法酒

15、相近，采用多功能生香酒曲可提高和改善酒质，同时延长发酵期，使白酒酯香和醇香更协调，酒体更丰满，同时口感更绵柔、杂味减少、香味突出。在黄酒生产方面，岳春7等的“生料法在玉米黄酒中的应用”论述了生料液态法酿造玉米黄酒的全过程，糖化发酵时，加水量为 250 %，曲霉的加入量为 10 %，根霉曲加入量为 10 %，黄酒活性干酵母的加入量为 0.4%，陈酿时采用高低温间隔法，既提高了原料利用率，又缩短了黄酒酿造时间。2004 年，侯振建8等对生料法酿造黄酒的工艺条件进行了初步研究。以糯米为原料，无蒸煮技术采用淀粉糖化和酒精发酵同时进行，接入3 %的麦曲和 0.6%的生料曲，于 26 左右发酵，可制得醇香

16、浓郁的黄酒。本实验主要进行了发酵前期、发酵中期、发酵后期三个发酵期，为期8天，通过发酵期间糖度、酒精度、酸度等的检测来观察发酵情况。发酵期间检测：发酵前期，进行一次染菌情况检查；发酵中期，每天一次酒精度、总酸度及糖度的检测；发酵后期，每两个小时检测一次酒精度、总酸度及糖度。1 实验原理1.1 生料酿酒原理利用大米中富含的淀粉发酵酿酒，通过各种酶的作用，将淀粉转化为可发酵性糖，然后经过酒母的发酵作用，将可发酵糖转化成酒精，生料酿酒的关键是酒曲，酒曲既要能将生淀粉转化为糖，同时又要将糖转化为酒精。生料酿酒就是酿酒的原料不需要蒸熟，直接用生料就能把淀粉转化成糖，再转化成乙醇。只要含有淀粉的物质或含糖

17、的物质都能转化成乙醇即食用酒精。除了大米外，其他粮食都需要粉碎。要想用生料酿出的白酒口感好，必须搭配好酿酒的原料。高粱酿酒香，但出酒少。大米出酒多，但不够暴。玉米出酒率仅次于大米。但小酒厂因没有脱胚机械，故酿出的酒就有玉米味。小麦酿出的酒适合大众口味 ,但受资源限制,大麦酿味道很好,所以搭配好酿酒原料才是关键,一般根据当地产的粮食和当地人口感适当搭配,工艺:原料 粉碎 水糖化酶活性干酵母生香酵母搅拌封口发酵蒸馏成品1.2 总酸度测定原理食品中的有机弱酸用标准碱液进行滴定时，被中和生成盐类： RCOOH+NaOHCH3COONa+H2O以酚酞作为指示剂，滴定至溶液显淡红色，30s不褪色为终点。根

18、据所消耗的标准碱液的浓度和体积。计算出样品中酸的含量。1.3 总酯测定原理先用NaOH中和酒样中的酸性物质，然后加入过量且定量的NaOH标准溶液使之与酒样中的酯类起皂化反应： CH3C00C2H5+Na0HCH3COONa+C2H5OH剩余的碱再用硫酸标准溶液滴定至终点，根据皂化反应所消耗碱量计算酯类总量。1.4 甲醇测定原理甲醇在磷酸酸性条件下，被高锰酸钾氧化为甲醛。过量的高锰酸钾及在反应中产生的二氧化锰被草酸硫酸溶液除去。然后，加入无色的品红亚硫酸试剂，使之与氧化生成的甲醛作用生成蓝紫色醌形色素。根据颜色深浅与标准曲线比较定量。2 实验部分2.1 材料、试剂与仪器2.1.2 实验原料1糖化

19、酶 北京奥博星生物技术有限公司。2活性酵母 广州丹宝利公司3生香酵母 湖北安琪酵母股份有限公司产。4大米 要求颗粒饱满，无霉变，无杂质，大米淀粉含量69%5细菌培养基、酵母培养基2.1.3 主要试剂1%柠檬酸； 0.01 mol/L NaOH 溶液； 1%酚酞； 0.05% mol/L 硫酸溶液；甲醇标准溶液；甲醇标准使用液。细菌培养基 （牛肉膏：蛋白胨：氯化钠：琼脂=1.5：5 : 2.5 : 9）酵母培养基 （酵母浸液：蛋白胨：葡萄糖：琼脂=1 : 2 : 2 : 2）高锰酸钾磷酸溶液：称取3克KMnO4，加入15毫升H3PO4(85%)与70毫升水的混合物中，溶解后加水至100毫升，贮于

20、棕色瓶内，为防止氧化能力降低，保存时间不宜过长.草酸硫酸溶液：称取5克H2C2O4或7克H2C2O4·2H2O，溶于H2SO4(1:1)中至100毫升品红亚硫酸溶液：称取0.1克碱性品红研细后，分批加入共60毫升80的水，边加入水边研磨使其溶解，用滴管吸取上层溶液过滤于100毫升容量瓶中，冷却后加人10毫升10%Na2SO3溶液，1毫升浓HCI，再加水至刻度，充分混匀，放置过夜，如溶液有颜色，可加少量活性炭搅拌后过滤，贮于棕色瓶中，置暗处保存，溶液呈红色时，应弃去重新配制。2.1.4 主要仪器旋转蒸发器RE-52AA（上海亚荣生化仪器厂）、SPX-25B型生化培养箱（上海跃进医疗器械

21、厂）、数显恒温水浴锅、紫外分光光度计、恒温培养箱、手持糖度计、酒精计、电子天平、三角瓶、粉碎机、酸碱滴定管、冷凝管等。2.2 实验方法2.2.1 大米生料酿酒工艺大米生料酿酒基本工艺路线如下所示：原料 粉碎 水生料酒曲糖化酶活性干酵母生香酵母搅拌封口发酵蒸馏成品取粉碎后的大米（40目以上）100g，两份，再取500mL三角烧瓶两个 ，各加300mL水，然后将称好的大米加入其中，充分搅拌，用1的柠檬酸调pH值4.0-5.0，温度控制在2630。按粮、酶比例加入0.3%的糖化酶，同时加入0.2%的活性干酵母和0.1生香酵母，搅拌均匀，做到不成团，不起疙瘩即可，封闭进行发酵，发酵温度30，发酵期控制

22、为8天。发酵前期每天搅拌一次，使发酵瓶底部的原料与糖化、发酵剂充分接触，均匀彻底发酵，使所有淀粉能充分利用。发酵中期，搅拌醪液时一定要注意封闭隔氧。搅棒要清洗干净，以免发酵醪液染菌，升酸较快、较大，影响出酒率。发酵后期，不宜频繁搅拌，以减少酒精分的挥发损失。发酵完毕，采用旋转蒸发仪，将酒蒸出，酒精度在4050°之间；掐去酒头（前45mL），取酒，去尾（30°以下的酒）。2.2.2 大米生料酿酒过程监控发酵前期，进行一次染菌情况检查；发酵中期，每天一次酒精度、总酸度及糖度的检测；发酵后期，每两个小时检测一次酒精度、总酸度及糖度。发酵液的成熟检查：眼看液面料糟是否都沉入瓶底，醪

23、液由浑浊变清，发酵终止醪液呈淡茶色，整个发酵醪液呈静止状态，无气泡现象；闻有舒畅的香味和冲鼻的香味逸出；口尝微酸不甜。成熟度理化检测指标见表2-1。表2-1 理化检测指标检测项目酒精度(%)还原糖总酸指标912<0.35<0.50成品检验：感官无色透明，无沉淀，无悬浮物；香气具有本产品固有的香气；口味味醇和，净爽，无邪杂味； 总酯、总酸和甲醇含量测定。2.2.3 检测方法2.2.3.1总酸度的测定NaOH的标定：精确称取0.6克的基准物邻苯二甲酸氢钾，于250mL锥形瓶中，加50mL蒸馏水溶解，加酚酞2滴作指示剂，用配置的NaOH标准溶液滴定至显淡红色，30秒不退色，同时做空白实验

24、，利用公式计算出氢氧化钠标准溶液浓度：C氢氧化钠标准溶液浓度；M基准物邻苯二甲酸氢钾的质量；V1-滴定时所消耗的氢氧化钠标准溶液体积；V2空白试验所消耗氢氧化钠标准溶液体积。总酸度的测定：对于酒类物质，混匀样品直接取样准确吸取已制备的滤液15mL于250mL锥形瓶中滴加2滴酚酞作指示剂，用0.1molL氢氧化钠标准溶液滴定至溶液显淡红色，30秒不褪色，记录消耗0.1molL氢氧化钠标准溶液的量，利用下公式计算总酸度。其中：X总酸度；C氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L；V消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；M样品的体积，mL；V0样品稀释液总体积；V1滴定时吸取样品液的体积；K=0.06。2.2.3

25、.2总酯的测定取酒样12.5mL(V3)，注入250m1具塞锥形瓶中，加2-3滴酚酞作指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液微红，30秒不褪色准确加入0.1mol/L氢氧化钠标准溶液12.5mL摇匀，加塞在水浴上回流30分钟，用0.05mol/L硫酸标准溶液(用标定后的0.1mol/L的NaOH标定)滴定至溶液红色刚褪。按下式计算总酯含量：总酯(g/L以乙酸乙酯计)=式中：C1氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；C2硫酸标准溶液的浓度，mol/L；V3酒样的体积，mL；V4滴定消耗硫酸标准溶液的体积，mL。2.2.3.3甲醇的测定（1）甲醇标准曲线的制备吸取0.0，0.20，0.

26、40，0.60，0.80，1.00mL甲醇标准使用液(相当于0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mg甲醇)分别置于25mL具塞比色管中，并加入0.5m1 60不含甲醇的乙醇溶液。各加水至5mL，再依次各加2mL高锰酸钾磷酸溶液，混匀，放置10min，各加2mL草酸硫酸溶液，混匀使之褪色，再各加5mL品红亚硫酸溶液，混匀，于20以上静置0.5h，用2cm比色皿，以零管调节零点，于波长590nm处测吸光度，绘制标准曲线。（2）样品甲醇含量的测定根据样品中乙醇浓度适当取样(乙醇浓度30%取1.0mL，40取0.8mL，50取0.6mL，60取0.5mL)，置于25mL具塞比色管中。加水至5mL

27、按标准曲线再依次加2mL高锰酸钾磷酸····方法，测波长590nm处吸光度值。按下式计算样品甲醇浓度：甲醇(g100mL)= 式中：C测定样品中甲醇的含量，mg；V5样品体积，mL3 结果与讨论3.1 发酵期间各指标检测3.1.1 糖度发酵期间的糖度检测结果如表3-1所示：表3-1-1 糖度检测数据表测底日期总糖度2014/5/3072014/5/3162014/6/162014/6/26652014/6/34发酵过程的总糖度大致是成下降状态，符合实验要求。3.1.2 酸度发酵期间发酵液的酸度检测结果如图3-2所示：表3-1-2 酸度检测数据表测底日期酸

28、度测定NaOH用量酸度值2014/5/308.7ml0.35%2014/5/317ml0.28%2014/6/15.6ml0.23%2014/6/26.3ml0.25%7.6ml0.31%8ml0.32%2014/6/38.4ml0.34%3.1.3 酒精度发酵期间的酒精度测定数据如表3-1-3所示：表3-1-3 发酵期间酒精读测试数据表测底日期酒精度2014/5/3082014/5/3162014/6/182014/6/29782014/6/39发酵期间的酒精度与发酵时间吾明显线性关系，说明测试过程存在些许问题。3.2 成品酒各指标检测成品就的指标检测包括多方面：总酸度的检测、总酯的检测、甲

29、醇含量的检测、酒精度的检测等，本次实验也就从上述的四个方面来进行对成品就的指标检测，看看实验做出来的成品就能够达到一个怎样的标准，其检测结果如下：3.2.1 酒精度成品酒的酒精测试结果如表3-2-1所示：表3-2-1 成品酒酒精度检测数据表测试样品酒精度成品酒203.2.2 总酸度成品酒的总酸度测试数据如表3-2-2所示：表3-2-2 成品酒总酸度检测数据表测试样品酸度测定NaOH用量酸度值成品酒0.7ml0.03%3.2.3 总酯 成品酒的总酯的检测数据如表3-2-3所示表3-2-3 成品酒总酯检测数据表成品酒测定项目结果数据总酯测定1.597g/l3.2.4 甲醇含量正成品酒的甲醇含量检测数据如表3-2-4所示：表3-2-4 成品酒甲醇含量检测数据表测定项目样品液甲醇含量成品酒甲醇酶100ml含量甲醇含量0.092mg0.000092(g/100ml)3.2.4.1 甲醇标准曲线绘制甲醇标准曲线的数据如表3-2-5所示：表3-2-5 甲醇标准曲线数据表甲醇含量（mg）吸光度值000.20.0280.40.1830.60.2420.80.34710.496甲醇标准曲线如图3-2-5所示：图3-2-5 甲醇标准曲线图3.2.4.2 甲醇含量计算总