專利名稱：：一種膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝的制作方法一種膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝(一)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝。(二)
背景技術(shù)：
：黃酒是以谷物為原料，經(jīng)過酒藥和麥曲中的多種微生物糖化分解轉(zhuǎn)化而成的一種原汁釀造酒。按生產(chǎn)工藝分為淋飯法、攤飯造作法、喂飯法和連續(xù)大罐發(fā)酵法，米:水比通常為1:2，其工藝為發(fā)酵-板框壓榨-硅藻土過濾。如目前一種通用的黃酒生產(chǎn)工藝是采用浸米一蒸飯一淋飯一搭窩一喂飯一大缸糖化發(fā)酵(前發(fā)酵)一小壇發(fā)酵(后發(fā)酵)一板框壓搾一硅藻土過濾等工序。需要的設(shè)備分別為浸米灌、蒸飯機、前發(fā)酵缸、后發(fā)酵壇、板框式壓榨機、硅藻土過濾機。前發(fā)酵一般需要3——5天，后發(fā)酵15—30天，而且后發(fā)酵需要大量的小壇，占用大量的場地，抑制了公司黃酒生產(chǎn)的產(chǎn)量。中國專利CN1570065A公開了一種黃酒生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種黃酒配糟混合發(fā)酵工藝，與傳統(tǒng)黃酒生產(chǎn)工藝相配合，在傳統(tǒng)黃酒生產(chǎn)工藝壓濾到白糟后放入一定量的大糠粉或谷皮，大糠粉的比例為白糟量的5%-8%，谷皮的比例為白糟量的3%-5%，通過蒸餾所得黃酒糟在配入混合發(fā)酵前的溫度控制在25°C-38°C，并按大米投放量的20%-30%投入黃酒生產(chǎn)工藝的放水階段或落罐接種階段參與混合發(fā)酵。傳統(tǒng)的黃酒生產(chǎn)工藝發(fā)酵周期長、占地面積大、生產(chǎn)季節(jié)性和黃酒的非生物混濁沉淀是制約黃酒生產(chǎn)和影響黃酒質(zhì)量的主要因素。中國專利CN1978625A公開了采用攪拌反應(yīng)器-管式超濾膜構(gòu)成膜生物反應(yīng)器的促進黃酒發(fā)酵工藝，在發(fā)酵液的溫度為29-3(TC條件下，將黃酒發(fā)酵液由泵循環(huán)到超濾膜裝置，濃縮發(fā)酵液循環(huán)回攪拌反應(yīng)器，超濾透過液在酒精度和還原糖度未達到工藝要求時回流至攪拌反應(yīng)器，待透過液在酒精度和還原糖度達到工藝要求時排放。系統(tǒng)運行近24小時后，酒精度達到15.1%，還原糖度降到0.77%，酸度0.34%。該專利僅僅提供了一種思路而且只進行了初步實驗，由于沒有進行工藝參數(shù)的優(yōu)化，發(fā)明效果并不好，不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)化生產(chǎn)黃酒工藝。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種連續(xù)快速發(fā)酵生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約生產(chǎn)成本的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝。所述膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，以米粉作為原料，包括下述步驟(1)將米粉與水以重量比l:24加入到攪拌式反應(yīng)器中攪拌，加熱至7090。C保溫l3小時，然后冷卻至3545。C;(2)向反應(yīng)器中加入糖化酶，使料液經(jīng)超濾膜進行超濾，透過液和濃縮液回流至反應(yīng)器；(3)繼續(xù)降溫至3035'C，向反應(yīng)器中加入酵母，維持反應(yīng)40100小時而得發(fā)酵后黃酒。優(yōu)選地，步驟(1)中所述米粉與水的重量比為1:2.3。優(yōu)選地，步驟(1)中加熱至8590。C保溫1小時滅菌，然后冷卻至40。C;優(yōu)選地，步驟(1)中還向反應(yīng)器中加入a-淀粉酶，ct-淀粉酶與米粉的重量比為O.20.4:100。優(yōu)選地，步驟(2)中糖化酶與米粉的重量比為O.11:100。優(yōu)選地，步驟(2)中控制超濾膜滲透通量在2030L/h。優(yōu)選地，步驟(3)中酵母與米粉的重量比為O.10.3:100。優(yōu)選地，步驟(3)中還向反應(yīng)器中加入酸性蛋白酶和小麥曲粉，酸性蛋白酶與米粉的重量比為0.20.4:100，小麥曲粉與米粉的重量比為510:100。優(yōu)選地，步驟(3)中降溫至32"C本發(fā)明中涉及的反應(yīng)主要有發(fā)酵過程中通過以下反應(yīng)產(chǎn)生酒精和乳酸、甲酸和乙酸和二氧化碳，C6H1206+2NAD++2ADP+2Pi-^CH3COCOOH+2NADH+2ATP(1)丙酮酸在乳酸脫氫酶催化下通過反應(yīng)(2)氧化生成乳酸，CH3COCOOH+NADH+H+_^CH3CH0HC00H+NAD+(2)丙酮酸在丙酮酸羧基裂解酶催化下通過反應(yīng)形成甲酸和乙?；o酶復(fù)合物和甲酸，CH3COCOOH-CH3C0-S-CoA+HCOOH(3)丙酮酸在丙酮酸鐵氧化還原蛋白和氧化還原酶催化下，形成乙?；o酶復(fù)合物和二氧化碳，CH3C0C00H+FD_CH3C0-S_CoA+C02+FDH(4)乙酰基輔酶復(fù)合物在酒精脫氫酶催化下，通過以下反應(yīng)形成酒精，CH3C0-S-CoA+2NADH_^CH3C0H+CoASH+2NAD+CH3C0H+2NADH-CH3CH20H+2NAD+(5)乙?；o酶復(fù)合物在磷酸轉(zhuǎn)移酶和乙酸激酶催化下形成乙酸，CH3C0—S—CoA+ADP+P-CH3CH20H+2NAD+(6)本發(fā)明的膜生物反應(yīng)器技術(shù)是將膜分離過程和生化反應(yīng)過程結(jié)合，反應(yīng)、酶、反應(yīng)物和產(chǎn)物分離同時進行，具有以下特點(1)反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物被選擇性地透過膜，可去除黃酒中的非生物混濁沉淀，提高出酒率和黃酒品質(zhì)，副產(chǎn)物少，環(huán)保；(2)生物反應(yīng)器中的生物催化劑有類似自然界中生物膜的效應(yīng)；(3)由于產(chǎn)物選擇性地透過膜，反應(yīng)平衡被打破，提高產(chǎn)物收率；(4)膜生物反應(yīng)器中的傳質(zhì)為伴隨擴散的對流傳質(zhì),增大了傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率；(5)節(jié)省了后續(xù)分離工藝。本發(fā)明在采用了膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝后，實現(xiàn)了黃酒生產(chǎn)的反應(yīng)、分離一體化，省略了浸米罐、蒸飯機、還節(jié)約了水和蒸汽，縮短了發(fā)酵周期，解決了黃酒的非生物混濁問題和傳統(tǒng)工藝中硅藻土過濾帶來的吸附飽和的廢硅藻土處理問題，而且使用新工藝生產(chǎn)的黃酒品質(zhì)大大提高，均達到國家一級黃酒標(biāo)準(zhǔn)。圖1是實施例所述膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝的工藝流程圖。具體實施方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例1參照圖l，加入160L水，加熱至85-90度，啟動攪拌式反應(yīng)器，加入45Kg米粉后，保溫l個小時(滅菌)，冷卻至40度時；加入糖化酶160g，啟動超濾泵，超濾泵進料流量在5-6m7h，將壓力升至0.lMPa,透過液和濃縮液回流至攪拌式反應(yīng)器；繼續(xù)降溫至32"C時，加入酵母100g.控制反應(yīng)溫度在28-32。C，超濾膜滲透通量在20-30L/h。表l.實施例l結(jié)果時間透過液酒度(%vol)透過液糖度(以葡萄糖計，g/L)透過液酸度(以乳酸計，g/U開始0.00882.447<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>氨基酸態(tài)氮檢不出。實施例2加入160L水，加熱至85-90°C，啟動攪拌式反應(yīng)器，加入45Kg米粉和100mla-淀粉酶后，保溫l個小時(滅菌)，冷卻至40。C;加入225g糖化酶，啟動超濾泵，超濾泵進料流量在5-6mVh，將壓力升至0.lMPa，透過液和濃縮液回流至攪拌式反應(yīng)器，繼續(xù)降溫至32'C時，加入酵母lOOg.控制反應(yīng)溫度在28-32°C，超濾膜滲透通量在20-30L/h。表2實施例2結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>氨基酸態(tài)氮0.17g/L。實施例3加入150L水，加熱至85-9CTC，啟動攪拌式反應(yīng)器，加入65Kg米粉和200mla-淀粉酶后，加入保溫1個小時(滅菌)，冷卻至4(TC;加入糖化酶400g，啟動超濾泵，超濾泵進料流量在5-6m7h，將壓力升至0.lMPa，透過液和濃縮液回流至攪拌式反應(yīng)器；繼續(xù)降溫至32'C時，加入酵母160g，酸性蛋白酶200g和5.2Kg小麥曲粉，超濾膜滲透通量在20-30L/h。表3實施例3結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>氨基酸態(tài)氮0.4g/L。實施例3出酒酒精度達到15.6%vol，總糖在2.0g/L，總酸在5.19g/L，氨基酸態(tài)氮在0.4g/L，非糖固形物在22g/L，pH值在4.1，出酒符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，以米粉作為原料，其特征在于包括下述步驟(1)將米粉與水以重量比1∶2～4加入到攪拌式反應(yīng)器中攪拌，加熱至70～90℃保溫1～3小時，然后冷卻至35～45℃；(2)向反應(yīng)器中加入糖化酶，使料液經(jīng)超濾膜進行超濾，透過液和濃縮液回流至反應(yīng)器；(3)繼續(xù)降溫至30～35℃，向反應(yīng)器中加入酵母，維持反應(yīng)40～100小時而得發(fā)酵后黃酒。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(1)中所述米粉與水的重量比為1:2.3。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(l)中加熱至8590。C保溫1小時滅菌，然后冷卻至40。C。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(1)中還向反應(yīng)器中加入a-淀粉酶，a-淀粉酶與米粉的重量比為O.20.4:100。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(2)中糖化酶與米粉的重量比為O.11:100。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(2)中控制超濾膜滲透通量在2030L/h。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(3)中酵母與米粉的重量比為O.10.3:100。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(3)中還向反應(yīng)器中加入酸性蛋白酶和小麥曲粉，酸性蛋白酶與米粉的重量比為0.20.4:100，小麥曲粉與米粉的重量比為510:100。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于步驟(3)中降溫至32。C。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，其特征在于包括下述步驟(1)加入150L水，加熱至85-9(TC，啟動攪拌式反應(yīng)器，加入65Kg米粉和200mla-淀粉酶后，加入保溫1個小時滅菌，冷卻至40。C;(2)加入糖化酶400g，啟動超濾泵，超濾泵進料流量在5-6m3/h，將壓力升至0.lMPa，透過液和濃縮液回流至攪拌式反應(yīng)器；(3)繼續(xù)降溫至32。C時，加入酵母160g，酸性蛋白酶200g和5.2Kg小麥曲粉，超濾膜滲透通量在20-30L/h，維持反應(yīng)40100小時而得發(fā)酵后黃酒。全文摘要本發(fā)明涉及一種膜生物反應(yīng)器連續(xù)發(fā)酵黃酒工藝，包括下述步驟將米粉與水以重量比1∶2～4加入到攪拌式反應(yīng)器中攪拌，加熱至70～90℃保溫1～3小時，然后冷卻至35～45℃；向反應(yīng)器中加入糖化酶，使料液經(jīng)超濾膜進行超濾，透過液和濃縮液回流至反應(yīng)器；繼續(xù)降溫至30～35℃，向反應(yīng)器中加入酵母，維持反應(yīng)40～100小時而得發(fā)酵后黃酒。本發(fā)明實現(xiàn)了黃酒生產(chǎn)的反應(yīng)、分離一體化，省略了浸米罐、蒸飯機、還節(jié)約了水和蒸汽，縮短了發(fā)酵周期，解決了黃酒的非生物混濁問題和傳統(tǒng)工藝中硅藻土過濾帶來的吸附飽和的廢硅藻土處理問題，而且使用新工藝生產(chǎn)的黃酒品質(zhì)大大提高。文檔編號C12G3/02GK101508949SQ200910097018公開日2009年8月19日申請日期2009年3月30日優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日發(fā)明者輝葉申請人:湖州乾昌酒業(yè)有限責(zé)任公司