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通过添加广西乐酵生物科技有限公司的“高温α-淀粉酶+复合果胶酶LJSWKJ-TM10”、复合葡糖淀粉酶LJSWKJ-TM10组合来解决糯玉米液化、糖化不充分导致的残淀粉残糊精指标偏高的问题。同时通过在酒精发酵过程中添加“乐酵酵母促进剂LJSWKJ-TM1+乐酵安菌乐LJSWKJ-TM5”，实现糯玉米淀粉的完全转化。平行做了乐酵公司新一代多功能酵母促进剂LJSWKJ-TM9的对照实验，检验该产品在替代尿素、酸性蛋白酶和青霉素（克菌灵）方面的性能。
北海某生物质能有限公司糯玉米液糖化和酒精发酵实验报
糯玉米液糖化和酒精发酵实验报告
一、实验目的
通过添加广西乐酵生物科技有限公司的“高温α-淀粉酶+乐酵复合果胶酶LJSWKJ-TM10”、乐酵复合葡糖淀粉酶LJSWKJ-TM11组合来解决糯玉米液化、糖化不充分导致的残淀粉残糊精指标偏高的问题。同时通过在酒精发酵过程中添加“乐酵酵母促进剂LJSWKJ-TM1+乐酵安菌乐LJSWKJ-TM5，实现糯玉米淀粉的完全转化。平行做了乐酵公司新一代多功能酵母促进剂LJSWKJ-TM9的对照实验，验证该产品在替代尿素、酸性蛋白酶和青霉素（克菌灵）方面的性能。
二、实验时间和地点
1．时间
2021年01月01日——2021年01月05日共一批次。
2．地点
广西乐酵生物科技有限公司实验室。
三、实验设备器具和原辅料及耗材。
1.实验设备与器具：TY-2000粉碎机，实验室用筛子（孔径0.45cm，40目），可控温液化蒸煮锅，BAILUN-10L二联装全自动发酵罐，超净工作台，pH计，分析天平，电子天平，显微镜（电子屏幕），可控温电炉，水浴锅，酒精蒸馏设备，酸碱滴定设备，糖度计，酒度计，玻璃棒，100ml烧杯，移液枪等。
2.原辅料及耗材：中粮宿州公司提供的糯玉米,高温α-淀粉酶+乐酵复合果胶酶、乐酵复合葡糖淀粉酶、乐酵干酵母（乐斯福代工产品），乐酵酵母促进剂LJSWKJ-TM1，乐酵抑菌剂安菌乐LJSWKJ-TM5，乐酵多功能酵母促进剂LJSWKJ-TM9，酸碱标准液及指示剂，去离子水等。
四、实验步骤。
1.糯玉米粉碎及细度。
步骤一，称取糯玉米5kg，除去石子、绳头、玉米芯等杂物，用粉碎机粉碎，粉碎细度40目筛通过率61%。
2.拌料、预煮及液糖化。
步骤二，称取糯玉米粉2000g*2份，分别倒入编号为1#和2#的蒸煮锅中，各加水4500mL（其中500mL为蒸煮过程中损耗的蒸发水分），开动搅拌桨搅拌均匀，停止搅拌，调pH5.9-6.0，各添加高温α-淀粉酶+乐酵复合果胶酶合计6.89mL/锅，开动搅拌缓慢升温至60-65℃之间，恒温保持60min。
步骤三，继续升温至91-93℃，恒温保持120min。
①称重，确定料水比为1：2；
②碘试，碘试呈浅棕色或浅黄色。
步骤四，将碘试合格的液化醪混合后转移至编号为1#和2#的发酵罐中，开动搅拌和冷却水冷却至60℃，调pH4.5,各添加乐酵复合葡糖淀粉酶1.31mL/罐，糖化一小时检测锤度、总糖、还原糖、酸度、pH和糖化率。继续降温至30℃备用。
3.干酵母活化与接种。
步骤五，提前1小时称取乐酵干酵母0.4g*2份（干酵母接种量为0.2‰，以糯玉米粉重量计），分别装入两只100ml预先经过灭菌干燥好的烧杯中，编号1#、2#，用30℃、2%葡萄糖溶液对干酵母活化60min。
步骤六，打开1#发酵罐和2#发酵罐检查孔，关闭搅拌桨，接种活化好的酵母液（1#种子液对应1#发酵罐，2#种子液对应2#发酵罐），用四层纱布封闭检查孔，设定温度30℃，通微风+搅拌（搅拌桨转速80r/min），恒温培养12h后，检测酵母数、出芽率、锤度、还原糖、酸度、挥发酸、pH、酒份。
4.发酵和检测。
步骤七，关闭通风，将发酵罐温度升至32℃，恒温保持12h后升温至34℃，恒温保持58h至发酵结束。期间注意定期发酵罐工况是否正常，每24小时检测发酵指标一次，检测指标有酵母数和出芽率（电镜照片），锤度、总糖、还原糖，酸度、挥发酸，酒份。70h发酵终了增加过滤总糖、残糊精、残淀粉的检测项，做好各项检测记录。
五、实验配料表
表1 实验配料表 时间：2021年01月01日
原辅料品名 | 1#发酵罐添加量 | 2#发酵罐添加量 |
糯玉米粉(淀粉含量69.87%，水分13.28) | 2000.00g | 2000.00g |
水 | 4500.00mL（含蒸发水分500mL） | 4500.00mL（含蒸发水分500mL） |
高温α-淀粉酶+复合果胶酶 | 6.89mL | 6.89mL |
乐酵复合糖化酶 | 1.31mL | 1.31mL |
乐酵干酵母 | 0.4g（0.2‰，以糯玉米粉重量计） | 0.4g（0.2‰，以糯玉米粉重量计） |
酵母促进剂LJSWKJ-TM1 | 0.4g（200g/t糯玉米粉） | 不加 |
乐酵安菌乐LJSWKJ-TM5 | 0.03g（5g/m³醪液） | 不加 |
尿素 | 3g（1500g/t糯玉米粉） | 不加 |
乐酵多功能酵母促进剂LJSWKJ-TM9 | 不加 | 0.3g（150g/t糯玉米粉） |
检测。
表2 液化醪检测
来源 | 还原糖（%） | 干物质（%） | DE值（还原糖/干物质%） | 总糖（%） | 碘试（浅棕色） | 料水比1：2 |
液化醪 | 未检测 | 未检测 | 未检测 | 未检测 | 合格(见下图) | 1：2合格 |
从左至右分别为液化醪60min，90min，120min碘试显色结果
表3 1#发酵罐糖化醪、酒母醪、发酵醪检测
1#发酵罐 | 检 测 项 目 | ||||||||||||
检 测 时 间↓ | 糖化率 % | 锤度 Bx° | 总糖 (残)% | 还原糖 （残）% | 酸度g/100Ml | 挥发酸 g/100Ml | PH | 酵母数 亿个/mL | 出芽率 % | 过滤总糖% % | 残糊精 % | 残淀粉 % | 酒份 v/v |
20210101 22：30 糖化醪检测 | 82.10 | 25.38 | 22.84 | 18.75 | 1.50 | -- | 4.49 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
20210101 22：30-20210102 10：30 酒母活化及扩培 12h培养 | -- | 23.83 | -- | 16.62 | 2.00 | 0.0084 | 4.48 | 1.05 | 35.50 | -- | -- | -- | 1.30 |
20210102 10：30 - 20210103 10：30 24h发酵 | -- | 0.30 | -- | 0.43 | 3.50 | 0.0102 | 3.98 | 3.96 | 25.80 | -- | -- | -- | 14.00 |
20210103 10：30 - 20210104 10：30 48h发酵 | -- | -1.78 | -- | 0.10 | 5.00 | 0.0124 | 4..09 | 1.63 | 4.00 | -- | -- | -- | 14.50 |
20210104 10：30 – 20210105 08：30 70h发酵终了 | -- | -1.84 | 1.88 | 0.10 | 6.00 | 0.0144 | 4.11 | -- | -- | 1.08 | 0.88 | 0.72 | 14.50 |
表4 2#发酵罐糖化醪、酒母醪、发酵醪检测
2#发酵罐 | 检 测 项 目 | ||||||||||||
检 测 时 间↓ | 糖化率 % | 锤度 Bx° | 总糖 (残)% | 还原糖 （残）% | 酸度 g/100Ml | 挥发酸 g/100Ml | PH | 酵母数 亿个/mL | 出芽率 % | 过滤总糖 % | 残糊精 % | 残淀粉 % | 酒份 v/v |
20210101 22：30 糖化醪检测 | 82.10 | 25.38 | 22.84 | 18.75 | 1.50 | -- | 4.49 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
20210101 22：30-20210102 10：30 酒母活化及扩培 12h培养 | -- | 23.77 | -- | 16.50 | 2.00 | 0.0078 | 4.45 | 1.06 | 36.80 | -- | -- | -- | 1.40 |
20210102 10：30 – 20210103 10：30 24h发酵 | -- | 4.28 | -- | 2.81 | 4.50 | 0.0116 | 4.01 | 2.98 | 21.88 | -- | -- | -- | 12.20 |
20210103 10：30 – 20210104 10：30 48h发酵 | -- | 0.23 | -- | 0.225 | 5.60 | 0.0138 | 4.02 | 1.68 | 7.00 | -- | -- | -- | 13.80 |
20210104 10：30 – 20210105 08：30 70h发酵终了 | -- | -0.84 | 1.85 | 0.13 | 6.40 | 0.0152 | 4.09 | -- | -- | 1.06 | 0.84 | 0.71 | 14.20 |
六、实验结果统计、分析及结论。
1.酵母活化与扩培12h电镜照片，稀释10倍。1#酵母数1.05亿个/mL，芽率35.5%；2#酵母数1.06亿个/mL，芽率36.8%。
2．发酵24h酒母电镜照片，1#稀释20倍，酵母数3.98亿个/mL，芽率25.8%；2#稀释10倍，酵母数2.98亿个/mL，芽率21.88。
3．发酵48h酒母电镜照片，稀释10倍。1#酵母数1.63亿个/mL，芽率4%；2#酵母数1.68亿个/mL，芽率7%。
4．发酵70h酒母电镜照片，稀释10倍。
5．综合以上电镜照片，可以看出，酒母裂殖状况良好，菌体形态圆润，饱满明亮，细胞间壁轮廓清晰，出芽率高，数量多。这主要是因为在培养基中添加了乐酵公司的酵母促进剂的原因。
6．综合碘试显色照片和表5残总糖、残淀粉指标可以看出，糯玉米粉液化彻底，淀粉残留低。
7．根据表5残总糖、残糊精可以看出，糖化指标还有待改进。初步判断是复合糖化酶添加量偏低，但也可能是复合糖化酶的组分比例还有待调整使其更趋合理。
8．根据表5残总糖、还原糖和酒份指标可以看出，酵母的糖醇转化能力强，发酵速度快，发酵彻底。
9．根据表5酸度和挥发酸指标可以看出，乐酵抑菌剂安菌乐LJSWKJ-TM5对酒精发酵过程中的杂菌有良好的抑制效果，建议在后续实验中继续进行添加量的梯度试验。
10．本次实验尿素添加量比较大，考虑到大生产过程中后道废水处理的压力，可以根据生产现状考虑适当减量添加。
11．本次实验没有做液化醪粘度检测，但根据我们的检测人员用取样器从发酵罐中取样和发酵醪过滤的感官判断，醪液粘度非常低。
12．本次实验同时还做了乐酵公司新开发的多功能酵母促进剂的添加实验。该多功能酵母促进剂可全部替代现有工艺中的尿素（或硫酸铵等）、青霉素（克菌灵）和酸性蛋白酶，具有添加量少（简化工艺、降低劳动强度）、酵母全程发酵速度平均（发酵罐温度易控制）、后发酵能力强、出酒率高、废水氨氮含量低的特点，可以实现食用酒精无抗无盐（无抗生素无无机盐添加）的绿色健康生产工艺，但由于目前成本偏高，故期望能够和中粮技术部门在这一领域继续展开合作。
广西乐酵生物科技有限公司
2021年01月06日
