浅析混合菌株在酒精生产中的应用

摘要：现在的酒精主要还是通过发酵发开制备的。 酒精制备的原料主要有淀粉质和纤维质为主，通过各种酶的作用而产生酒精的，酒精生产也带来了很多副产品，比如说杂醇油、甲醇、二氧化碳等。本文对生产混合菌种与1308、1300、ZT12、ZT31-8、ZT31-3、ZT23-4等单菌种进行发酵对比实验研究，确定生产中使用合适的菌株。论混合菌株在酒精生产中的应用。

关键词：菌株；性能对比 ；酒精

中图分类号：G353文献标识码： A

The application of the hybrid strain is analysed in alcohol production

Abstract: in this paper, the production of mixed bacteria and 1308, 1300, ZT12 ZT31-8, ZT31-3, ZT23-4 single strain fermentation with experimental research, determine the production used in suitable strains. The application of the theory of hybrid strains in alcohol production

Key words: strains; Performance comparison; alcohol

0 前言

酒精工业和其他轻工业一样，具有投资小、回收期短、资金周转快的特点，在国民经济中起着重要的作用，与人们生活有着密切的关系。随着现代科学事业的不断发展，酒精的应用范围越来越广泛，它是许多化工产品不可缺少的基本原料。利用酒精可以制造合成橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂类、环氧乙烷、氯乙醇、二氯乙烷和乙基苯等。酒精是一种很好的有机溶剂，也可作为洗涤剂和浸出剂。在医药上酒精可用与灭菌和药剂的调试，高纯度的酒精可用来配制各种饮料酒。在国外有的工厂用酒精作燃料，取代煤和汽油；有的国家正在使用，用酒精作为燃料的汽车。随着自然资源开发的日渐减少，酒精作为绿色资源永不腿色，他的用途将更为广泛。

1酒精的种类

我国工业生产的酒精按国家规定分为高纯度酒精、食用酒精和工业酒精等，并由轻工业部和卫生部颁布标准。高纯度酒精，酒精浓度不得低于99.5%（容量），是一种严格中性没有杂味的酒精，专供国防工业、电子工业与化学试剂用。食用酒精，酒精浓度不得低于95.0%（容量），杂质含量较少，主要用于食品行业配制饮料酒、医药行业和精细化工行业。工业酒精，只要求酒精浓度达到95.0%（容量），无其它要求，主要用于油漆稀释，合成橡胶等工业生产，或作燃料使用。

对生产用最佳菌株的筛选决定了生产是否稳定以及产量、质量、能、粮耗等方面， 为了配合生产，对生产混合菌种与1308、1300、ZT12、ZT31-8、ZT31-3、ZT23-4等单菌种进行发酵对比试验，通过对试验结果的分析，来判断生产混合菌种和各单菌种对发酵结果的影响，以便筛选出更适合于生产用的菌种，并对现有菌株进行性能测试。

2、材料和方法：

2.1 材料、试剂

样品：生产混合菌种，由试验室自制；单菌种菌株1308、1300、ZT12、ZT31-8、ZT31-3、ZT23-4，由公司培菌室提供；

主要仪器：三角瓶、糖度计、酒度计、温度计、量筒、摇床、恒温箱、水浴锅、烧瓶、电炉等；

主要试剂：斐林试剂A、斐林试剂B、NaOH等；

液态发酵培养基：生产用糖化醪。

2.2 实验方法

2.2.1 发酵方法

取生产用糖化醪，分装，每瓶装醪液400克；用试验室自制生产混合菌种和1308、1300、ZT12、ZT31-8、ZT31-3、ZT23-4等单菌种分别进行接种，接种量为12%w/w；置入摇床内进行发酵，发酵温度为：前酵期33℃、主酵期35℃、后酵期34℃。

2.2.2 分析方法

分别测定各样品发酵终了的外观浓度、酸度、残还原糖、残总糖及酒度进行比较分析。

是利用淀粉质原料或糖质原料，在微生物的作用下生成酒精，根据原料的不同，又可分为：淀粉质原料发酵生产酒精，这是我国当前生产酒精的主要方法，它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料，在微生物的作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发酵生成酒精。整个生产过程包括原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。糖蜜原料发酵生产酒精，直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释并添加部分营养盐，借酒母的作用发酵生成酒精。亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精，造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后，废液中含有六碳糖，这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精，主要是工业酒精。

2.2化学合成法生产酒精。是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料，经化学合成反应而制成酒精。生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用后者。间接水合法又称硫酸水合法，它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂，再进行水解，生成乙醇和硫酸。此法的缺点是对设备腐蚀严重，酸消耗较多，优点是对原料气体的纯度要求不高，设备简化，易与上马。直接水合法，乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下，在高压高温下可直接发生加成反应，生成酒精。此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气，需要采用特殊的方法分离裂解其中各种组分，对设备、材料都提出了较高的要求，但此法步骤简单，无腐蚀问题。

3、结果与分析

3.1 发酵过程中的CO2失重数据与分析

从以上CO2失重速率看（取平均值），在前、中期，ZT系列菌种的失重速率较快，发酵较为迅速，在发酵后期失重速率减缓，发酵速度变慢；而混合菌种、1308、1300则在整个发酵期的失重速率较为平缓，发酵速度较稳定，见表1

表1 各样品CO2失重速率

菌株 前16h 16～24h 24～40h 40～48h 48～64h

混合 1.268 1.223 1.026 0.369 0.213

1308 1.157 1.248 0.890 0.435 0.183

1300 1.184 1.294 0.883 0.442 0.164

ZT12 1.320 1.485 0.902 0.340 0.213

ZT31-8 1.196 1.406 0.842 0.465 0.183

ZT31-3 1.171 1.385 0.840 0.377 0.231

ZT23-4 1.139 1.229 0.845 0.442 0.174

3.2 发酵终了数据与分析

试验各菌株样品的平均数据见表2。

表2 各菌株样品的平均试验数据

菌株 外观浓度（Bx） 酸度 残还原糖（g/100mL） 残总糖（g/100mL） 酒度（V/V%）

混合 -0.29 5.68 0.57 2.54 13.67

1308 -0.03 5.47 0.80 3.04 13.07

1300 -4.26 5.17 0.75 2.94 13.17

ZT12 -0.32 5.15 0.52 2.44 13.88

ZT31-8 -0.21 5.72 0.70 2.77 13.34

ZT31-3 -0.15 5.82 0.79 2.86 13.24

ZT23-4 -0.01 5.82 0.88 3.14 12.95

从上表看出， ZT12菌种的外观糖最低，混合菌种次之；ZT12菌种的酸度最低，1300菌种次之，混合菌种的酸度稍高；ZT12菌种的残糖最低，混合菌种次之； ZT12菌种的残总糖最低，混合菌种次之；ZT12菌种的酒度最高，混合菌种次之。

4、结论

综合以上对比的结果来看：ZT12菌种的发酵能力较混合菌种的发酵能力高，其它单菌种的发酵能力则远不如混合菌种的发酵能力。但生产用单一菌种可能存在一定的风险（如：原料配比的变化等），而用混合菌种的优势则正在于此，所以混合菌种是稳定大生产不错的选择。

参考文献：

[1]章克昌，吴佩琮.酒精工业手册[M].轻工业出版社，2014.年12.

[2]章克昌.酒精工艺学[M].中国轻工业出版社， 2013年9.

[3]朱坚真.酒精工艺要点[M].化学工业出版社，2010.