第41卷第5期釀酒Vol 41. No52014年9月LIQUOR MAKINGSep.,2014文章編號(hào):1002-8110(2014)05-0086-04玉米與陳化水稻共發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究劉勁松,宮殿良,董克芝,邵洪福[中糧生化能源(肇東)有限公司,黑龍江肇東151100摘要:以玉米和陳化水稻為復(fù)合原料進(jìn)行燃料乙醇共發(fā)酵研究。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)干物質(zhì)濃度為25%,陳化水稻添加比例為40%,淀粉酶加量為50U/g的情況下,搖瓶發(fā)酵酒份可達(dá)1312%(v/v);50L發(fā)酵罐放大試驗(yàn)的淀粉出酒率可達(dá)5211%關(guān)鍵詞:玉米;陳化水稻;燃料乙醉;共發(fā)酵中圖分類號(hào):TS2622;TS2614文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BStudy on the Production of Fuel Ethanol Co-fermentation Technology WithCorn and Aging riceLIU Jing-song, GONG Dian-liang, DONG Ke-zhi, SHAO Hong-fuCoFCO Bio-energy(Zhaodong) Co. Ltd, Heilongjiang, 151100]Abstract: In this paper, the production of fuel ethanol co-fermentation technology with com and aginudied. The result showsthat, the shake flask test alcohol concentration is up to 13. 12%(w/v)and the alcohol yield of starch wfermentor is up to 52. 15%under the conditions of the dry matter concentration and aging rice added proportion and amylase dosage are 25%, 40% and 70U/gg rice; fuel ethanol; co-fermentation隨著玉米價(jià)格的上升,酒精生產(chǎn)成本也不斷上醇的條件進(jìn)行了研究,為復(fù)合原料或非糧原料生產(chǎn)漲,以玉米為原料生產(chǎn)酒精的成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越小,燃料乙醇提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外酒精行業(yè)的過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)也使得企業(yè)經(jīng)營(yíng)面臨1材料與方法很大的壓力,兼之國(guó)際國(guó)內(nèi)上不斷有“與人爭(zhēng)糧”的1.1試驗(yàn)材料意見(jiàn),尋找新的非糧可替代原料就成為了日益迫切蘇宏GA475糖化酶(諾維信公司); COFCO專的課題12。用I代淀粉酶(諾維信公司);安琪超級(jí)釀酒高活性陳化水稻是指長(zhǎng)期(3年以上)儲(chǔ)藏,其有害物酵母(安琪公司);色譜標(biāo)品均為色譜純,其他試劑均質(zhì)含量超標(biāo),已不能直接作為口糧的糧食,亦不能分析純;玉米粉(取自本企業(yè)車間);陳化水稻(某直接用于畜牧養(yǎng)殖,必須經(jīng)過(guò)特殊加工后方可進(jìn)入糧庫(kù)提供)脫殼后粉碎,20目過(guò)篩。動(dòng)物食物鏈環(huán)節(jié)中。燃料乙醇對(duì)原料品質(zhì)的要求12儀器與設(shè)備沒(méi)有食用酒精那樣嚴(yán)格,利用陳化水稻生產(chǎn)燃料乙50L全自動(dòng)發(fā)酵罐(上海保興生物設(shè)備有限公醇既可以有效控制不能食用的陳化糧流入糧食加司);搖床(zHWY-2112F);液相色譜(安捷倫1200工市場(chǎng),減少國(guó)家對(duì)此進(jìn)行控制的費(fèi)用,更可進(jìn)一型,安捷倫科技公司);離心機(jī)(3-18K, Sigma公司);步緩解酒精行業(yè)原料緊缺的情況,有效緩解玉米等超聲清洗機(jī)(舒美牌KQ-800KDV,江蘇省昆山超聲糧食的消耗量。儀器有限公司);真空泵( WELCH2546C-02,美國(guó)威根據(jù)上述情況,本研究結(jié)合本公司現(xiàn)有生產(chǎn)工爾奇);移液槍(l德國(guó) Brand);分析天平藝情況,對(duì)玉米和陳化水稻進(jìn)行共發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙( Mettler,AL204);中國(guó)煤化工);粘度計(jì)收稿日期:2014-07-28CNMHG作者簡(jiǎn)介:劉勁松(1974-),男,高級(jí)工程師,博士,主要從事谷物發(fā)酵生產(chǎn)酒精及生物質(zhì)能源方面的研究工作。第五期劉勁松,等:玉米與陳化水稻共發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究2014(NDJ-5);水浴鍋(HWS-28);pH計(jì)(PHsJ-3F);2結(jié)果與討論液相色譜( agilent1260);離心機(jī)(3-18k);顯微鏡2.1陳化水稻添加比例試驗(yàn)(尼康50)等本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了6組不同陳化水稻的添加比例13試驗(yàn)方法分別為0%、20%、30%、40%、60%、80%、100%,每組1.3.1搖瓶試驗(yàn)進(jìn)行3次平行試驗(yàn)液化條件:1L液化罐,液化體系為800g,干物質(zhì)對(duì)發(fā)酵成熟醪進(jìn)行HPLC分析,結(jié)果如表1中濃度為25%,液化溫度85℃,加入一定量的淀粉酶所示:當(dāng)陳化水稻添加比例為40%時(shí),乙醇的含量攪拌轉(zhuǎn)速l20mi,.液化時(shí)間3h;發(fā)酵條件:1L三角最高,達(dá)到10159100;當(dāng)添加比例為6%以上瓶,發(fā)酵體系為350g,酵母添加量為0.1%,溫度時(shí),乳酸含量大于0318/0omL;當(dāng)添加比例為80%32℃,糖化酶加量210U/g,pH44,發(fā)酵時(shí)間72h以上時(shí),乙酸含量大于008100mL;酸度高的原因132發(fā)酵罐試驗(yàn)可能是陳化水稻儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng),乳酸菌和乙酸菌等發(fā)酵罐體積為50L,發(fā)酵體系為35kg;液化攪拌轉(zhuǎn)速140r/min;發(fā)酵攪拌轉(zhuǎn)速120r/min;其他條件同微生物大量積累所致,根據(jù) Narendranath,Nv等人13.1中所述。報(bào)道乳酸和乙酸的含量分別大于025g/00mL和14檢測(cè)方法0.06g/100mL時(shí),對(duì)酵母發(fā)酵有明顯的有抑制作用,還原糖的檢測(cè)按CBT50097-2008食品中還不利于后續(xù)的生產(chǎn)四。原糖的測(cè)定》;干物質(zhì)的檢測(cè):按CB50093-2010乙醇與甘油比值是反應(yīng)酒精發(fā)酵水平的一個(gè)重《食品中水分的測(cè)定》;DE值的檢測(cè):DE值=還原要指標(biāo),乙醇相對(duì)于副產(chǎn)物甘油的比值越高說(shuō)明發(fā)糖/干物質(zhì)x10%;淀粉酒分殘?zhí)堑臋z測(cè)按照文酵水平越高,應(yīng)該控制在合理的范圍內(nèi),當(dāng)添加比獻(xiàn)方法操作阿。例大于60%時(shí),乙醇甘油比值下降比較明顯。表1成熟馨HPLC分析/100mL陳化水稻比例麥芽三糖麥芽糖葡萄糖果糖琥珀酸乳酸甘油乙酸乙醇DP4+乙醇/甘油0.220030020080250810.0610.112.1912.50.020080.250.8100610.112200.070.230.020.080.260.8100710.122190070.230030.020.090.310.8300710.112.200.00020090330.8300810.062.20100%0070.240.000020090.33083008989221119淀粉出酒率是酒精質(zhì)量(以95%vol計(jì))與原料從圖1可以看出,當(dāng)陳化水稻添加比例為40%中的淀粉質(zhì)量的百分比,可以充分考察不同淀粉含時(shí),淀粉出酒率最高,可以達(dá)到5215%,當(dāng)添加比例量原料生產(chǎn)乙醇的效率,是酒精行業(yè)衡量整個(gè)酒精逐漸增加后,淀粉出酒率不斷下降。結(jié)合HPLC分析生產(chǎn)過(guò)程中的綜合指標(biāo)之一。由于兩種物料按照不結(jié)果,綜合考慮陳化水稻添加比例為40%較為合同比例混合以后,淀粉含量不同,所以用淀粉出酒率理為基準(zhǔn),考察發(fā)酵指標(biāo)較為合理和準(zhǔn)確,結(jié)果如下。2.2淀粉酶優(yōu)化試驗(yàn)5220妍3215321153209玉米和水稻中直鏈淀粉含量不同,分別約為52.0520%~36%和8~37%。據(jù)蘇俊烽等人報(bào)道,隨著玉妄52.00米添加量的提高,混合物的峰值粘度、低谷粘度、最51.905188終粘度都逐漸增加,而糊化溫度卻逐漸降低,說(shuō)明5180混合原料與單一原料的糊化液化條件有所不同。根據(jù)這些特點(diǎn)對(duì)V凵中國(guó)煤化工當(dāng)陳化水稻00陳化水稻添加比例%添加比例為4 CNMHG量分別為圖1不同陳化水稻添加量淀粉出酒率20U/g30U/g、40U/g、50/g、60Ug、70U/g,考察液化第五期2014粘度和成熟醪酒份,每組進(jìn)行3次平行試驗(yàn)是由于陳化水稻淀粉顆粒較小,液化容易,更利于結(jié)果如圖2所示,隨著淀粉酶加量的增大,液后續(xù)微生物發(fā)酵。在發(fā)酵24h之后,失重速度又低化粘度不斷降低。當(dāng)添加量為20~40U/g區(qū)間時(shí),粘于全玉米粉結(jié)合表1數(shù)據(jù)中乳酸和乙酸含量隨著度降低幅度較大;當(dāng)添加量為50~70Ug時(shí)降低幅陳化水稻含量增加而增大的結(jié)果,分析可能是由于度較小;另外,隨著淀粉酶添加量的不斷增大,酒份陳化水稻雜菌較多,染菌情況較為嚴(yán)重,沒(méi)有全玉也有上升趨勢(shì)。當(dāng)?shù)矸勖讣恿吭?0U/g、30Ug時(shí),酒米發(fā)酵溫和,結(jié)果并不理想。份都比較低,可能是液化作用不徹底,沒(méi)有更多地以淀粉出酒率情況考察發(fā)酵情況,結(jié)果如圖4轉(zhuǎn)化為后續(xù)發(fā)酵的糖當(dāng)?shù)矸勖讣恿看笥?0U/g時(shí),所示,當(dāng)陳化水稻添加比例為40%時(shí),淀粉出酒率酒份有所提高當(dāng)達(dá)到70U/g時(shí)提高不明顯。優(yōu)化試最高為5211%,全陳化水稻結(jié)果最低。驗(yàn)數(shù)據(jù),并結(jié)合成本等因素,選取糖化酶添加量為521552.150U/g,作為后續(xù)放大研究條件。下13.30450521015207428合燃5205E13.1040035032551.9531112701259290300陳化水稻添加比例%圖4不同陳化水稻添加量淀粉出酒率淀粉酶添加量/U·g圖2不同淀粉酶添加量粘度和酒份3總結(jié)與展望2.3發(fā)酵罐放大試驗(yàn)本文通過(guò)搖瓶試驗(yàn)以及發(fā)酵罐放大試驗(yàn),以玉利用50L發(fā)酵罐,對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行發(fā)酵放米粉和陳化水稻粉為復(fù)合原料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇,大試驗(yàn)試驗(yàn)條件陳化水稻添加比例為40%,淀粉采用25%的干物濃度,陳化水稻添加比例為40%,酶加量為50U/g,其他條件同132中所述。試驗(yàn)以淀粉酶加量為50Ug的情況下,搖瓶發(fā)酵酒份高可0%(全玉米)和100%(全陳化水稻)的陳化水稻添加達(dá)13.12%(w),50L發(fā)酵罐放大試驗(yàn),淀粉出酒率比例作為空白對(duì)照?？蛇_(dá)5211%。本文以陳化水稻粉與玉米粉以適當(dāng)比例混合45使用,形成復(fù)合淀粉質(zhì)原料,在保證淀粉出酒率的前提下,既要使陳化水稻的投入量盡可能大,得到0%陳化水稻預(yù)期的成本收益,同時(shí)還要使副產(chǎn)物回收及廢液處4m陳化水稻理更容易。在實(shí)際生產(chǎn)中,染菌是陳化水稻長(zhǎng)期儲(chǔ)150%陳化水稻存的一大難題。此外,由于水稻淀粉顆粒較小且易10碎等特點(diǎn),添加比例過(guò)高,會(huì)影響后續(xù)副產(chǎn)物DDGS5的分離。尚有一系列的問(wèn)題需要解決,這些問(wèn)題的81624324048566成功解決將會(huì)給酒精行業(yè)帶來(lái)巨大收益。[參考文獻(xiàn)]圖3不同陳化水稻添加量發(fā)酵失重[]李翠哲燃料乙醇行業(yè)發(fā)展任重道遠(yuǎn)門食品與發(fā)酵科技,2012(3)二氧化碳失重結(jié)果如圖3所示,當(dāng)陳化水稻添加比例在40%時(shí),發(fā)酵失重速度整體都大于對(duì)照②質(zhì)根材工最工程,2014(5)中國(guó)煤化工組;全陳化水稻添加時(shí),發(fā)酵失重最低,但是在發(fā)酵軍霞,張巖,黃CNMHG方法研究進(jìn)展24h之前,失重速度明顯高于全玉米發(fā)酵,分析可能天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,5395-39第41卷第5期釀酒Ⅴd.41№.52014年9月LIQUOR MAKINGSep.,2014新工藝·新設(shè)備新技術(shù)本欄目由安徽飄輪獨(dú)家協(xié)辦文章編號(hào):1002-8110(2014)05-0089-03HPLC快速檢測(cè)芝麻香型白酒中四甲基吡嗪司冠儒’,張溫清',張顯2,史書俊',王永軍1,唐瑩l,周萍1(1安徽宣酒集團(tuán)股份有限公司科研實(shí)驗(yàn)室,檢測(cè)中心,江南小窖釀造工藝研究所,安徽宣城242002江南大學(xué)生物工程學(xué)院,工業(yè)生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫214122)摘要:首次利用高效液相色譜技術(shù)建立了一種芝麻香型白酒中健康功能因子四甲基吡嗪的快速檢測(cè)方法,并對(duì)本廠酒樣進(jìn)行了檢測(cè)。以甲醇:水Ⅳ/V=35:65作為流動(dòng)相選用 phenomenex Gemini C18柱,在278m波長(zhǎng)下檢測(cè)。該方法樣品回收率為9467~100.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為329-17%。此方法操作簡(jiǎn)便,具有較好的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。關(guān)鍵詞:高效液相色譜法;白酒;健康功能因子;四甲基吡嗪中圖分類號(hào):TS2623;TS2073文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BRapid Detection of Tetramethylpyrazine in Sesame-flavor Liquor by HPLCSI Guan-ru, ZHANG Wen-qing, ZHANG Xian, SHI Shu-jun, WANG Yong-jun, TANG Ying, ZHOU Ping'(1. The Research Lab and Testing Center of Xuanjiu Group Co. Ltd, Research Institute of Jiangnan Small Pit BrewingTechnology, Anhui Province Xuancheng 242000, China; 2. The Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education,School of Biotechnology, Jiangnan University, Jiangsu Province Wuxi 214122, China)Abstract Using high performance liquid chromatography (HPLC), a rapid method for measuring tetramethylpyrazine (TMP)insesame-lavor liquor was developed for the first time and used to detect the TMP in Xuanjiu liquor. The HPLC conditions were as followflowing phase methanol: water (35: 65), phenomenex Gemini C18 column and 278 nm. The recovery and the relative standard deviationwere 94.67-100.33% and 3.29-1.77%, respectively. The method was precise, accurate and convenient.Key words: HPLC; Liquor; Health function factor: TMP吡嗪類化合物是一類含1,4-二氮雜苯母環(huán)化其它香味有顯著的烘托和疊加作用。四甲基吡嗪,又合物的總稱,廣泛存在于自然和發(fā)酵食品中,具有名川芎嗪是一種重要的吡嗪化合物,該物質(zhì)作為中類似于炒堅(jiān)果、烤肉的怡人香氣,香氣透散性好,對(duì)藥材川穹根莖的主要活性生物堿成分,具有特殊的收稿日期:2014-07-10作者簡(jiǎn)介:司冠儒,男,碩士研究生,主要從事釀酒微生物與白酒鳳味物質(zhì)研究,發(fā)表論文多篇,申請(qǐng)專利多項(xiàng)。*責(zé)任作者:周萍,女,工程師,高級(jí)檢驗(yàn)師,省白酒評(píng)委,安徽宣酒集因食品安全總監(jiān)4羅秋水,周志娥,閔嗣番,等用陳化糧發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精的工藝7] Narendranath,NV.K.C. Thomas and W.M. glede. Effects of湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),200847(1).9697acetic acid and lactic acid on the growth of Saccharomyces cerevisiae5王年忠,趙二永,王芳,等.陳化小麥生料酒精發(fā)酵的中試食品in a minimalV凵中國(guó)煤化工whnoL.2001.2與發(fā)酵工業(yè)2013,394:81-8571-177CNMHG6劉輝宮殿良有機(jī)酸在玉米防霉中的應(yīng)用以及對(duì)酒精發(fā)酵影響8蘇俊烽程建軍,甲本泙,學(xué)王不粉與稻米粉混合物的糊化特門釀酒科技,2013,9:65-67性J食品科技,2010,35(9):187-193