适用于糖质原料高浓度酒精发酵的复合酵母

申请号 CN200710145242.X 申请日 2007-08-17 公开(公告)号 CN101368162A 公开(公告)日 2009-02-18
申请人 安琪酵母股份有限公司; 发明人 俞学锋; 李知洪; 余明华; 姚娟; 李志军; 刘代武;
摘要 本 发明 涉及一种适合于糖质原料酒精高浓度 发酵 的复合 酵母 ,其特征在于所述复合酵母包括选自酵母属(Saccharomyces cerevisiae)中的 啤酒 酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括:所述干酵母40~70,氮源20~40,磷源5~10,其它无机盐3~5,微量维生素1~2.5,以及 抑菌剂 0.5~1.2。本发明还涉及一种适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母的制备方法。利用本发明的复合酵母进行糖质发酵能提高发酵酒度,降低残糖量,可使标准原料如 蔗糖 的发酵最终酒度达到14.5~15.5%v/v,发酵醪液中残留的还原糖为0~0.1wt%。
权利要求

1.一种适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母,其特征在于 所述复合酵母包括选自酵母属Saccharomyces cerevisiae中的 啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母 Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,并含 有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括:所述干 酵母40~70,氮源20~40,磷源5~10,其它无机盐3~5, 微量维生素1~2.5,以及抑菌剂0.5~1.2。
2.根据权利要求1所述的复合酵母,所述酵母为选自酵母属 Saccharomyces cerevisiae中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母;所述氮源选自硫酸铵、尿素 和硝酸铵;所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢 磷酸氢二钾、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠以及它们两种或两 种以上的混合物;所述其它无机盐选自硫酸镁、硫酸锌以及它 们两种或两种以上的混合物;所述微量维生素选自泛酸、生 物素和维生素B1以及它们两种或两种以上的混合物;所述抑 菌剂选自青霉素或抑乳酸菌素Nisine以及它们的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的复合酵母,所述酵母包括选自酵母 属Saccharomyces cerevisiae中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,并含有所述酵母生长所必需 的营养物质,按重量份计包括:所述干酵母50~60,氮源25~ 35,磷源6~8,其它无机盐3.5~4.5,微量维生素1~2.5以 及抑菌剂0.5~1.2。
4.一种适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母,其特征在于 所述复合酵母包括选自酵母属Saccharomyces cerevisiae中的 啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母 Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,并含 有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括:干酵母 40~70,氮源15~35,磷源3~7,酵母味素10~15以及抑菌 剂0.5~1.2。
5.根据权利要求4所述的复合酵母,所述酵母为选自酵母属 Saccharomyces cerevisiae中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母;所述氮源选自硫酸铵、尿素 和硝酸铵以及它们两种或两种以上的混合物;所述磷源选自磷 酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢 钠和磷酸氢二钠以及它们两种或两种以上的混合物;所述酵母 味素选自由啤酒酵母、酿酒酵母面包酵母为原料生产的粉状 酵母抽提物;所述抑菌剂选自青霉素或抑乳酸菌素Nisine以 及它们的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的复合酵母,按重量份计包括:干酵 母40~70,氮源15~35,磷源3~7,酵母味素10~15以及 抑菌剂0.5~1.2。
7.根据权利要求2或5所述的复合酵母,所述青霉素为80万单 位。
8.根据权利要求1、2或4、5中任一项所述的复合酵母,所述糖 质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜和甜高梁的榨取物或提取物。
9.根据权利要求1、2或4、5中任一项所述的复合酵母,所述复 合酵母的接种量按重量计为醪液量的0.03~0.1%。
10.一种制备权利要求1~9中所述的适用于糖质原料酒精高浓度 发酵的复合酵母的方法,包括:先将除干酵母外的其它组分分 别进行粉碎;然后根据重量配比将所述干酵母及所述其它组分 经粉碎的物料进行混合,并采用机械搅拌或人工搅拌的方法将 所述干酵母及其它组分充分混合均匀;从而得到权利要求1~ 8中所述的复合酵母。

说明书全文

技术领域

发明总体上涉及酒精发酵领域,具体而言,本发明涉及一种 适用于利用糖质原料进行高浓度酒精发酵的复合酵母

背景技术

糖质原料的酒精发酵在酿酒及酒精工业中占有很大的比重,但 是由于糖质原料固有的营养单一、pH缓冲性差等特性,一般的发 酵剂很难使其发酵彻底,尤其是在高酒精浓度条件下。以蔗糖为例, 普通的发酵剂,仅能维持发酵的酒精度为11~13%v/v的平,若 酒精度继续升高,则残留的糖份含量偏高,原料利用率下降。因此, 如何改善糖质原料酒精发酵的醪液营养状况,彻底利用原料成分, 是目前急需解决的问题。
针对糖质原料的酒精发酵,现有技术仅采用酵母直接发酵,或 补充部分氮源。而且现有技术没有科学地分析糖质原料酒精发酵的 发酵液营养构成,也不能提供酵母生长发酵所需的必要营养,因此, 不能对发酵液进行彻底发酵,使得醪液中残留的糖份含量偏高,原 料利用率偏低。
此外,在中国专利申请CN1710084A中公开了一种利用糖质作 物清汁发酵生产乙醇的清洁生产工艺,其包括以下步骤:A.采用 膨润土-壳聚糖复合絮凝剂澄清处理技术,对糖质作物压榨出混合 汁进行澄清,分离的滤泥可作为有机肥料,从源头上污染物减量化; B.清汁浓缩到含糖度23%左右,用浓缩后的清汁加酵母进行发酵, 提高发酵成熟醪的乙醇组分12%以上,从而减少吨乙醇的废液排放 量;C.发酵醪液经蒸馏后的废醪液进行多效蒸馏浓缩作为动物蛋 白饲料,做到废醪液的零排放,解决酒精生产的废醪液严重污染问 题。
但是在该专利中需要对糖质作物压榨产物进行膨润土-壳聚 糖复合絮凝剂的絮凝处理,此外,还需要对经絮凝的甘蔗清汁进行 浓缩,达到含糖量23%左右,因而需要额外的快速沉降器和板框过 滤器等辅助设备,因而使得利用糖质作物清汁发酵生产乙醇的工艺 的设备投资大大增加,在实施例中乙醇组分仅达到12.6%,残糖量 为0.1%,从而增加了糖质作物清汁发酵生产乙醇的成本。
针对现有技术的不足,在充分考虑糖质原料发酵液营养状况以 及工艺设备投资的基础上,本发明提供了一种适用于糖质原料酒精 高浓度发酵的复合酵母,此复合酵母由干酵母和营养源组成,其中 干酵母是发酵剂,对糖质原料具有很强的发酵活性;营养源包括无 机盐或有机盐、微量元素和抑菌剂,能够提供酵母生长、发酵所需 的必要营养,同时抑制杂菌的繁殖,最终实现糖质原料的彻底、快 速发酵,从而提高原料的利用率,而且无需对糖质原料进行额外的 预处理,从而降低了工艺的设备投资,可以在原来的设备基础上进 行糖质原料的酒精发酵,并实现糖质原料的彻底、快速发酵,从而 提高原料的利用率。

发明内容

为此目的,一方面本发明提供了一种适用于糖质原料酒精高浓 度发酵的复合酵母,它能克服现有产品在酒精发酵中最终酒度不 高、残糖偏高的缺点,能显著地提高糖质原料的酒精发酵效率,降 低综合生产成本,并减轻环保压
本发明的一个方面,提供了一种适合于糖质原料酒精高浓度发 酵的复合酵母,其特征在于所述复合酵母包括选自酵母属 (Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的 干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括: 所述干酵母40~70,氮源20~40,磷源5~10,其它无机盐3~5, 微量维生素1~2.5,以及抑菌剂0.5~1.2。
优选地,所述酵母为耐高温的酿酒高活性干酵母,优选为选自 酵母属(Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中 的任一种的干酵母,所述氮源选自硫酸铵、尿素和硝酸铵以及它们 两种或两种以上的混合物,所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、 磷酸二氢磷酸氢二钾、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠以及它们两种 或两种以上的混合物,所述其它无机盐选自硫酸镁、硫酸锌以及它 们两种或两种以上的混合物,所述微量维生素选自泛酸生物素 和维生素B1以及它们两种或两种以上的混合物,所述抑菌剂选自 青霉素或乳酸链球菌素(Nisin)以及它们的混合物。
更优选地,所述酵母包括选自酵母属(Saccharomyces cerevisiae) 中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母 Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,并含有所述 酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括:所述干酵母50~60, 氮源25~35,磷源6~8,其它无机盐3.5~4.5,微量维生素1~2.5, 以及抑菌剂0.5~1.2。
更优选地,所述青霉素为80万单位。
优选地,所述糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜和甜高梁的榨 取物或提取物。
优选地,所述复合酵母的接种量按重量计为醪液量的0.03~ 0.1%。
本发明的另一方面,提供了一种适合于糖质原料酒精高浓度发 酵的复合酵母,其特征在于所述复合酵母包括选自酵母属 (Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的 干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括: 干酵母40~70,氮源15~35,磷源3~7,酵母味素10~15以及抑 菌剂0.5~1.2。
优选地,所述酵母为选自酵母属(Saccharomyces cerevisiae)中 的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母 Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,所述氮源选 自硫酸铵、尿素和硝酸铵以及它们两种或两种以上的混合物,所述 磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷 酸二氢钠和磷酸氢二钠以及它们两种或两种以上的混合物,所述酵 母味素选自由啤酒酵母、酿酒酵母面包酵母为原料生产的粉状酵 母抽提物,所述抑菌剂选自青霉素或乳酸链球菌素(Nisin)以及它们 的混合物。
更优选地,所述复合酵母按重量份计包括:干酵母50~60,氮 源20~30,磷源4~6,酵母味素11~14以及抑菌剂0.5~1.2。
更优选地,所述青霉素为80万单位。
优选地,所述糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜和甜高梁的榨 取物或提取物。
优选地,所述复合酵母的接种量按重量计为醪液量的0.03~ 0.1%。
在本发明的再一方面,提供了一种制备所述的适用于糖质原料 酒精高浓度发酵的复合酵母的方法,包括:先将除干酵母外的其它 组分分别进行粉碎;然后根据重量配比将所述干酵母及所述其它组 分经粉碎的物料进行混合,并采用机械搅拌或人工搅拌的方法将所 述干酵母及其它组分充分混合均匀;从而得到所述的复合酵母。
本发明的复合酵母主要适用于以蔗糖及其它含有蔗糖成分(包 括葡萄糖、果糖)为主要源进行酿酒及酒精生产的工业生产中。
本发明中的糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜和甜高梁的榨取 物或提取物。
在制备本发明复合酵母时,可根据生产者所用的原材料,即糖 质原料的不同,确定上述各组分的比例,先将除干酵母外的其它组 分分别粉碎后,采用机械搅拌或人工搅拌的方法,将干酵母及其它 组分充分混合均匀,按规格包装即可。
本发明的耐高温酿酒高活性干酵母是发酵剂,在酒精发酵中将 糖质转化为酒精,其它营养元素能够在高糖浓度条件下补充发酵醪 液中的营养元素,提供发酵醪液中足够的营养元素,使酵母迅速生 长繁殖、旺盛发酵,确保醪液中的糖分充分地转化为酒精,使原料 利用率提高。
本发明的复合酵母具有能提高发酵酒度,降低残糖、降低酒 精发酵的综合成本、减轻环保压力、提高原料利用率等优点,而且 原料制品易购、生产工艺简便、使用方便。使用本发明的复合酵母, 可使标准原料如蔗糖的发酵最终酒度达到14.5~15.5%v/v,发酵醪 液中残留的还原糖为0~0.1wt%。

具体实施方式

以下将参考实施例对根据本发明的适用于糖质原料酒精高浓 度发酵的复合酵母进行具体描述,本领域技术人员应该明了,以下 的具体描述是为了便于理解本发明,并不用来限制本发明的保护范 围。
在本发明的一具体实施方式提供了一种适合于糖质原料酒精 高浓度发酵的复合酵母,其特征在于所述复合酵母包括选自酵母属 (Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的 干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括: 所述干酵母40~70,氮源20~40,磷源5~10,其它无机盐3~5, 微量维生素1~2.5,以及抑菌剂0.5~1.2。
在一优选实施方式中,所述酵母为选自酵母属(Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁 酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,所述氮 源选自硫酸铵、尿素和硝酸铵以及它们两种或两种以上的混合物, 所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、 磷酸二氢钠和磷酸氢二钠以及它们两种或两种以上的混合物,所述 其它无机盐选自硫酸镁、硫酸锌以及它们两种或两种以上的混合 物,所述微量维生素选自泛酸钙、生物素和维生素B1以及它们两 种或两种以上的混合物,所述抑菌剂选自青霉素或乳酸链球菌素 (Nisin)以及它们的混合物。
在一更优选实施方式中,所述酵母包括选自酵母属 (Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的 干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重量份计包括: 所述干酵母50~60,氮源25~35,磷源6~8,其它无机盐3.5~4.5, 微量维生素1~2.5,以及抑菌剂0.5~1.2。
在一更优选实施方式中,所述青霉素为80万单位。
在一优选实施方式中,所述糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜 和甜高梁的榨取物或提取物。
在一优选实施方式中,所述复合酵母的接种量按重量计为醪液 量的0.03~0.1%。
在本发明的另一具体实施方式中,提供了一种适合于糖质原料 酒精高浓度发酵的复合酵母,其特征在于所述复合酵母包括选自酵 母属(Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中 的任一种的干酵母,并含有所述酵母生长所必需的营养物质,按重 量份计包括:干酵母40~70,氮源15~35,磷源3~7,酵母味素 10~15以及抑菌剂0.5~1.2。
在一优选实施方式中,所述酵母为选自酵母属(Saccharomyces cerevisiae)中的啤酒酵母Saccharomyces cerevisiae Hansen、葡萄汁 酵母Saccharomyces uvarum Beijerinek中的任一种的干酵母,所述氮 源选自硫酸铵、尿素和硝酸铵以及它们两种或两种以上的混合物, 所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、 磷酸二氢钠和磷酸氢二钠以及它们两种或两种以上的混合物,所述 酵母味素选自由啤酒酵母、酿酒酵母、面包酵母为原料生产的粉状 酵母抽提物,所述抑菌剂选自青霉素或乳酸链球菌素(Nisin)以及它 们的混合物。
在一更优选实施方式中,所述复合酵母按重量份计包括:干酵 母50~60,氮源20~30,磷源4~6,酵母味素11~14以及抑菌剂 0.5~1.2。
在一更优选实施方式中,所述青霉素为80万单位。
在一优选实施方式中,所述糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜 和甜高梁的榨取物或提取物。
在一优选实施方式中,所述复合酵母的接种量按重量计为醪液 量的0.03~0.1%。
在本发明的又一具体实施方式中,提供了一种制备所述的适用 于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母的方法,包括:先将除干酵 母外的其它组分分别进行粉碎;然后根据重量配比将所述干酵母及 所述其它组分经粉碎的物料进行混合,并采用机械搅拌或人工搅拌 的方法将所述干酵母及其它组分充分混合均匀;从而得到所述的复 合酵母。
本发明的复合酵母主要适用于以蔗糖及其它含有蔗糖成分(包 括葡萄糖、果糖)为主要碳源进行酿酒及酒精生产的工业生产中。
本发明中的糖质原料选自糖蜜、或甘蔗、甜菜和甜高梁的榨取 物或提取物。
在制备本发明复合酵母时,可根据生产者所用的原材料,即糖 质原料的不同,确定上述各组分的比例,先将除干酵母外的其它组 分分别粉碎后,采用机械搅拌或人工搅拌的方法,将干酵母及其它 组分充分混合均匀,按规格包装即可。
实施例1  适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母1及其 制备
根据复合酵母1的配比,先将尿素、磷酸二氢铵、一水合硫酸 镁和一水合硫酸锌分别粉碎后,然后按重量份计为:耐高温酿酒高 活性干酵母57、尿素30、磷酸二氢铵7.5、一水合硫酸镁2.5、一 水合硫酸锌1、生物素0.5、维生素B10.5、泛酸钙0.5以及80万 单位青霉素0.5进行机械混合,即得到适合于糖质原料酒精高浓度 发酵的复合酵母1。然后按照一定重量包装成袋,即得复合酵母1 的成品。
实施例2  复合酵母1用于蔗糖原料酒精高浓度发酵
将实施例1中制备的复合酵母1在蔗糖含量为25%左右的蔗糖 溶液中进行酒精发酵。
复合酵母1在上述蔗糖溶液中的接种量为醪液量的0.05%,并 用碳酸钠调节醪液pH至7.5~8.5,在32~35℃下发酵约70小时。 同时,将直接接种相同量的耐高温酿酒高活性干酵母作为对照样发 酵约120小时。发酵结果如下:
表1 复合酵母1在蔗糖溶液中的发酵结果
  指标 对照 加入复合酵母1 初始糖度(Bx) 26.2 26.2 酒精度(%v/v) 11.7 15.2 残糖(g/l) 5.68 0.06 发酵时间(hr) 120 70
从表1中的结果可以看出:单纯利用耐高温酿酒高活性干酵母 进行糖质发酵,在发酵120小时之后醪液中的残糖量为5.68g/l、酒 精度为11.7%v/v;而利用本发明实施例1中的复合酵母1进行糖质 发酵,在发酵70小时后醪液中的残糖量为0.06g/l、酒精度为15.2 %v/v。
实施例3  适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合酵母2及其 制备
根据复合酵母2的配比,先将硫酸铵、磷酸氢二铵以及酵母味 素分别粉碎后,然后按重量份计为:耐高温酿酒高活性干酵母55、 硫酸铵25、磷酸氢二铵7.5、酵母味素12和以及80万单位青霉素 1.0进行机械混合,即得到适合于糖质原料酒精高浓度发酵的复合 酵母2。然后按照一定重量包装成袋,即得复合酵母2的成品。
实施例4  复合酵母2用于糖蜜原料酒精高浓度发酵
将实施例3中制备的复合酵母2在总糖糖度为30Brix左右的蔗 糖糖蜜溶液中进行酒精发酵。
复合酵母2在上述糖蜜溶液中的接种量为醪液量的0.08%,在 约32~35℃下发酵约45小时。同时,将直接接种相同量的耐高温酿 酒高活性干酵母作为对照样发酵约72小时。发酵结果如下:
表2 复合酵母2在蔗糖糖蜜溶液中的发酵结果
  指标 对照 加入复合酵母2 初始糖度(Bx) 30 30 酒精度(%v/v) 8.7 12.3 残糖(Bx) 8.0 4.5 发酵时间(hr) 72 45
从表2中的结果可以看出:单纯利用耐高温酿酒高活性干酵母 进行蔗糖糖蜜发酵,在发酵72小时后醪液中的残糖量为8.0Bx、酒 精度为8.7%v/v;而利用本发明实施例3中的复合酵母2进行糖蜜 发酵,在发酵45小时后醪液中的残糖量为4.5Bx、酒精度为 12.3%v/v。
由此可以得出结论,利用本发明的复合酵母进行糖质发酵能提 高发酵酒度,降低残糖量,从而降低酒精发酵的综合成本、减轻环 保压力、提高原料利用率,而且本发明的复合酵母使用方便。使用 本发明的复合酵母,可使标准原料如蔗糖的发酵最终酒度达到 14.5~15.5%v/v,发酵醪液中残留的还原糖为0~0.1wt%。
本领域的技术人员应当明了,上述优选实施例只是对本发明的 具体说明,并不构成对本发明的限制。根据需要可以对其进行多种 改进,组合,亚组合以及变换,所有的改进,组合,亚组合、变换 以及等效替换都落入在所附的权利要求的范围内。
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