[發(fā)明專利]一種利用酶解法提高木薯發(fā)酵酒精產(chǎn)率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410152401.9
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN103923950A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹永磊;尤保常;梁春江;畢生雷;尹東松;張峰;丁凌飛;王文博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C12P7/10
• 分類號(hào): C12P7/10;C12P19/14
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于釀酒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高木薯中淀粉出率和還原糖含量的方法，尤其是一種利用酶解法提高木薯發(fā)酵酒精產(chǎn)率的方法。

技術(shù)背景

木薯是非糧食農(nóng)產(chǎn)品，且對(duì)土質(zhì)的要求低，耐旱、耐瘠薄，符合“不爭糧，不爭（食）油，不爭糖，充分利用邊際性土地（指基本不適合種植糧、棉、油等作物的土地）”的國家糧食發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)用于發(fā)展燃料乙醇也很符合當(dāng)前國家生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略，有利于保障國家糧食安全和能源安全。木薯號(hào)稱“淀粉之王”，木薯干淀粉含量高達(dá)70%以上，然而在生產(chǎn)中，大部分裸露的淀粉很容易被人們使用，而纖維素和被纖維素、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)以及外層的果膠所纏繞包裹著的一部分淀粉顆粒卻難以被利用。在傳統(tǒng)工藝中，物料在蒸煮階段添加液化酶，在發(fā)酵階段添加酸性蛋白酶，酶制劑作用時(shí)間晚、作用時(shí)間短、不能將物料中的果膠切斷將里邊的淀粉釋放出來，也不能利用木薯中的纖維素。對(duì)于某些物料，例如紅薯、木薯等，在做酒精發(fā)酵配醪過程中，物料吸水性大，再加上受熱淀粉膨脹，物料黏度增大，流動(dòng)性差，物料濃度難以再增加，并且物料含有一定的果膠，果膠纏繞的一部分淀粉不能被釋放出來，不但能耗高，而且設(shè)備容易損壞，原料中淀粉利用率低。

《釀酒科技》2009年第1期，30~32頁公開的論文“應(yīng)用纖維素酶提高木薯酒精發(fā)酵出酒率的試驗(yàn)研究”中，利用纖維素酶可降解纖維素類物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，進(jìn)而使酵母可利用性碳源增加，從而提高原料出酒率的特點(diǎn)，在酒精發(fā)酵試驗(yàn)的糖化開始前加入纖維素酶，作用30min，調(diào)整PH值為4.0~5.0，溫度保持在55℃~60℃，經(jīng)驗(yàn)證，其最優(yōu)方案下，酒精度可由原來的14.30%增加到14.75%，相對(duì)提高了3.15%，同時(shí)原料出酒率也由原來的34.98%增加到36.08%，相對(duì)提高了3.14%。雖然該論文所公開的技術(shù)方案通過添加纖維素酶，在一定程度上提高了木薯的酒精度和原料出酒率，但其僅僅利用纖維素酶并不能將木薯中的被纖維素、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)以及外層的果膠所纏繞包裹著的淀粉全部都酶解釋放出來，即木薯的利用率還是有限的，其酒精度和原料出酒率的提升仍然存在一定的空間，并不能達(dá)到最佳效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用酶解法提高木薯發(fā)酵酒精產(chǎn)率的方法，它解決了現(xiàn)有利用木薯發(fā)酵酒精時(shí)木薯中的纖維素以及被纖維素、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)以及外層的果膠所纏繞包裹著的淀粉不能被酵母利用和酶制劑添加不規(guī)范的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種利用酶解法提高木薯發(fā)酵酒精產(chǎn)率的方法，包括以下步驟：

???（1）拌漿：取干凈鮮木薯粉碎，攪拌加水，然后加入果膠酶、酸性蛋白酶和液化酶水浴，先將溫度控制在40℃，保持90~120min，制得木薯漿料；

???（2）液化：將所述木薯漿料升溫至85~95℃，保持90~120?min；

???（3）糖化：將步驟（2）液化后的木薯漿料冷卻至60℃，加入糖化酶和纖維素酶保持1h，制得糖化醪；

???（4）發(fā)酵：將所述糖化醪降溫至32~35℃，加入尿素、硫酸銨和酒母，搖勻，放入32℃培養(yǎng)箱中，發(fā)酵60~80h，即完成酒精發(fā)酵醪。

進(jìn)一步，本發(fā)明的優(yōu)選方案為：液化酶的添加量為15~20U/g木薯，果膠酶的添加量為6~10U/g木薯，糖化酶的添加量為160~200U/g木薯，酸性蛋白酶的添加量為6~10U/g木薯，纖維素酶的添加量為15~25U/g木薯。

進(jìn)一步，本發(fā)明方法中，所述尿素的添加量為0.1g/100g木薯，所述硫酸銨的添加量為0.1g/100g木薯。

進(jìn)一步，本發(fā)明方法中，所述酒母的添加量為：100ml酒母/400ml醪液，所述酒母中酵母菌的含量為1~2億個(gè)/ml。

進(jìn)一步，所述酒母制備的工藝流程包括：試管→三角瓶→50L酒母罐→300L酒母罐→發(fā)酵罐。

本發(fā)明方法的有益之處是：首先，在木薯發(fā)酵酒精時(shí)，本發(fā)明利用果膠酶和酸性蛋白酶的聯(lián)合酶解作用，使木薯中所包含的被纖維素、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)，以及外層的果膠所纏繞包裹著的難以被利用一部分淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)打斷，讓里邊的淀粉釋放出來，為生產(chǎn)所用，在一定程度上大大提高了木薯的利用率。其次，在制備醪液時(shí)加入纖維素酶，通過纖維素酶的水解作用，把木薯中的纖維素變成還原糖讓酵母利用，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過酶解后醪液中還原糖的含量可提高將近7%左右，酒度可以提高近7%，同時(shí)，物料的黏度有所降低，提高了物料在的流動(dòng)性，不易損壞設(shè)備，降低了生產(chǎn)糧耗和能耗，節(jié)約了成本。

附圖說明