一种固定化酿酒酵母的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固定化酿酒酵母的制备方法，应用于酿酒工业中。它将PVA原料与珍珠岩粉、膨润土等原料进行混合灭菌后，包埋活的酿酒酵母菌，速冻并脱模，经过培养增殖形成固定化酵母种子，最后再接种至发酵罐内进行酒的发酵。本发明专利技术采用成本低，机械强度高，传质效果佳，使用寿命长且可反复利用的载体制备固定化酿酒酵母。该技术与现有技术相比，通过高效集约式地将活酵母包埋于具有良好机械强度及通透性的固体微网结构载体内，形成营养物质与酵母双向交流通道的高浓度生物催化器，生物反应速度快，发酵周期短，设备利用率高，可大幅降低劳动强度，显著降低生产成本和环境污染，显著提高企业的综合经济效益，实现环境效益和经济效益双赢。效益双赢。

【技术实现步骤摘要】
一种固定化酿酒酵母的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物化工、发酵工程与食品工程领域，具体地说是一种固定化酿酒酵母的制备方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机和环境污染问题日益突出，生物工程在工业中占的地位越来越重要，其中的固定化技术凭借其众多优点成为重要的组成内容。虽然固定化技术研究历史已较久远，但真正应用于工业化生产的寥寥可数。究其原因是因为大部分的固定化介质或技术制备的固定化载体机械强度低、寿命低，传质效果不佳，或操作烦琐等等。我们专利技术的固定化酵母方法，曾应用于固定化酵母连续生产糖蜜酒精技术(获得国家级科技成果重点推广计划：97060204B)，采用常见且价廉的高分子材料，将酵母细胞包埋固定于其制造的多孔状生物载体上，从而实现固定化酵母发酵的目的，该技术制造的载体可长期发复利用，发酵率高，稳定性强，工业化投入成本低，其推广获得巨大成功，曾在上百家工业企业推广，产生了较大的社会效益和经济效益。现将其制备方法予以公开，应用于酿酒工业(包括酒精、啤酒、果酒及白酒工业)中。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种制备成本低，机械强度高，传质效果佳，使用寿命长且可反复利用的固定化酿酒酵母的制备方法，本专利技术能够显著提高企业的综合经济效益，实现环境效益和经济效益双赢。该技术与现有技术相比，通过将活酵母高度密集于载体上，并不断地生长繁殖，形成高浓度的生物催化剂，从而大大加快了反应速度，使反应器的生产能力大幅度提高，可大幅降低劳动强度，降低原料的单耗，获得比传统工艺更大的经济效益。<br/>[0004]本专利技术是这样实现的：
[0005](1)将PVA原料进行水热预处理，得到初步降解并适于酿酒酵母生物质包埋的物料；
[0006](2)将珍珠岩粉与膨润土原料进行加热处理，得到无菌且适合固定酵母生物质的物料；
[0007](3)将酵母培养液与步骤(1)、(2)得到的物料混合，温度控制在70～105℃，用酸剂调节pH至3.0～5.0，然后降温到40℃以下进行酿酒酵母接种，得到包埋液；
[0008](4)将步骤(3)得到的包埋液倒模，迅速冷却到
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18～
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60℃，速冻4～48小时后，解冻并脱模，然后加入到含有糖份的种子罐中，培养24～48小时，醪液加入发酵罐，再继续发酵24～240小时，获得富含乙醇的发酵醪。
[0009]步骤(1)中，所述的PVA原料为聚乙烯醇，为白色片状、絮状或粉状固体，分子量17～30万，密度0.3～0.5g/cm3。
[0010]步骤(1)中，所述的PVA用量为50～200g/L，料水比为2～3:1，水热处理温度为10～70℃，时间为2～24小时，压力为0.1～0.2MPa。
[0011]步骤(2)中，所述的珍珠岩粉目数100～400目，密度0.1～0.2g/L。
[0012]步骤(2)中，所述的珍珠岩粉与膨润土比例为1～3:1，或只用其中某一种，用量为80～160g/L。
[0013]步骤(2)中，所述的加热温度为80～130℃，时间为1～48小时。
[0014]步骤(3)中，所述的酵母培养液配方为：麦芽汁20～200g/L，硫酸铵1～20g/L，磷酸0.1～20g/L。其中，所述的酸剂为硫酸、硝酸、硼酸、盐酸中的一种或数种组合。
[0015]步骤(3)中，所述的混合时间为0.5小时～6小时，温度为70～105℃，pH为3.0～5.0。
[0016]步骤(4)中，所述的模具为蜂窝型、长条形、块形或球形等其它形状。其中，所述的蜂窝型中间有10～30个圆柱形通透孔。
[0017]步骤(4)中，所述的冷却温度为
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18～
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60℃，时间为4～48小时。
[0018]步骤(4)中，所述的糖份不仅包括麦芽汁、糖蜜、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等单糖或二糖，还包括其它能被酵母菌利用的多糖，比如水解后的玉米淀粉、木薯淀粉、大米米浆。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
[0020](1)少染菌机会、减少劳动强度。传统的酵母是游离扩培或投放干酵母，培菌过程复杂且工作量大，如果卫生条件控制不严，很容易造成染菌；使用固定化酵母则投种一次即可长期使用，省去繁琐的培菌过程；
[0021](2)缩短发酵周期、提高设备利用率。在发酵过程中，载体内的酵母数达到10亿个/g，并繁殖出大量的游离酵母到发酵液中，大幅度提高发酵速度，缩短发酵周期，提高发酵设备利用率；
[0022](3)提高发酵率、降低物耗。固定化酵母采用每年从实际生产中选育出来的优良菌种，发酵率比传统发酵高；同时，采用连续或半连续发酵，可以减少能量消耗；
[0023](4)稳定性好、易于管理。固定化酵母有较好的稳定性和适应性，耐高温、耐高酸度、耐高渗透压，酶系广，既可用于糖蜜发酵也可用于淀粉质原料发酵或两者的混合发酵，生化特性稳定，不易退化；停产两个月，重新开机时酵母仍能很快恢复活力；
[0024](5)寿命长，成本低。本专利技术的固定化酵母载体具有很高的机械强度，抗破损能力高，可反复利用一年基本不破损；酵母的活力好，长时间不退化、不换种，使用寿命长达一年，可显著降低生产使用成本。
附图说明
[0025]附图1中固定化酵母加工主要形状：外形为蜂窝煤状，中间含多个通透圆孔。
具体实施方式
[0026]本专利技术公开了一种固定化酿酒酵母的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替代和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0027]本专利技术提供的固定化酵母的制备方法包括以下的步骤：
[0028]原料预处理——原料预混——细胞包埋——冷冻固化——解冻脱模——载体培
养。
[0029]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
[0030]实施例1以糖蜜为糖份制备固定化酵母载体
[0031]首先，将原料PVA(100g/L)按2:1的料水比加入预处理罐中，加热到60℃保持12小时。然后，将珍珠岩粉(60g/L)与膨润土(20g/L)加热至105℃，灭菌12小时。其次，在反应罐中将上述原料与无菌水混合升温，80℃反应4小时，加入酵母培养液(麦芽汁20g/L，硫酸铵1g/L，磷酸0.3g/L，硫酸0.6g/L，硼酸0.3g/L)。再次，降温到30℃接种培养好的4608酵母进行包埋。接着，包埋液倒模，迅速冷却到
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28℃，速冻24小时后，解冻并脱模，然后加入到含有糖蜜的种子罐中，培养24小时。最后，将25Bx浓度的糖蜜醪液加入发酵罐，温度调整为34℃，再继续发酵72小时，获得含乙醇12％(v/v)的酒精发酵醪。
[0032]实施例2以麦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固定化酿酒酵母的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：（1）将PVA原料进行水热预处理，得到初步降解并适于酿酒酵母生物质包埋的物料；（2）将珍珠岩粉与膨润土原料进行加热处理，得到无菌且适合固定酵母生物质的物料；（3）将酵母培养液与步骤（1）（2）得到的物料混合，温度控制在70
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105℃，用酸剂调节pH至3.05.0，然后降温到40℃以下进行酿酒酵母接种，得到包埋液；（4）将步骤（3）得到的包埋液倒模，迅速冷却到
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18~
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60℃，速冻4
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48小时后，解冻并脱模，然后加入到含有糖份的种子罐中，培养2448小时，醪液加入发酵罐，再继续发酵24240小时，获得富含乙醇的发酵醪。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述的PVA原料为颗粒PVA、片状PVA、絮状PVA中的一种或组合；水热处理的温度为10
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70℃，时间为2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓义敏，蒋敬全，覃志贵，梁艳玲，邱杰，廖东庆，吴华妙，
申请(专利权)人：广西轻工业科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：