高浓度酒精发酵技术的研究进展

刘星宇

摘 要：工业发酵是现阶段我国应用的主要大规模发酵形式，而酒精发酵也是其中较为重要的一个门类。酒精发酵技术自从上个世纪起得到了一定的改善，当前所应用的原始酒精发酵技术已经较为成熟，虽然其应用的发酵原料仍然主要为粮食与植物纤维，但是其发酵浓度也得到了很大的提高，达到了16%，并且淀粉利用率也可以达到90以上，基于工艺的改进，其发酵过程大多也可以控制在48h左右，符合使用需要。

关键词：高浓度酒精;发酵技术;研究进展

随着社会发展水平的不断提高，可持续发展理念也得到了推广，节约资源、尊重自然的理念也在不断深入人心。基于此，世界各国都在积极改革自身的能源结构，针对于可再生能源展开探讨。与石油、汽油等等能源材料相比起来，酒精是一种清洁可再生能源，其酿制原料为粮食或植物纤维，但是随着社会的发展，对于能源燃料的要求也越来越高，因而原有的酒精发酵工艺也需要进行改良，本文针对高浓度酒精发酵技术的研究进展进行了分析与总结。

1 高浓度酒精发酵简介

将发酵液与可溶性物质的比控制在18%或以下，这样的发酵手段即是高浓度发酵，其实原始发酵液当中的可溶性物质与发酵液之间的比例一般会低于12%，如果浓度高于此值，即为高浓度发酵。对于工业生产而言，发酵液当中的糖浓度会控制在20%以下，其原因在于，酵母菌发酵的公式中，糖浓度与乙醇浓度之间成正比，而乙醇浓度过高也会对酵母菌的发酵造成影响，因而从这个角度来看，工业发酵生产过程中，也需要对于其中的糖浓度进行严格控制。现代工业发酵中，应用的主要原料为纯天然谷物，经过发酵之后，其浓度都会高于20%。除此之外，部分研究人员对于高浓度发酵作出了重新定义，将发酵液当中的含有可溶性物质糖化醪浓度控制在30%或以上，而部分学者也指出，在发酵液当中，其中可溶物质浓度过高，大多是由于酵母菌失活，因而其适用性需要重新探讨与定义。

2 高浓度酒精发酵的特点

在进入21世纪以来，人们的环保意识空前提高，因而在生产过程中，也提高了对低碳环保的重视程度。对于工业酒精发酵而言，与传统的酒精发酵相比起来，高浓度发酵当中，可溶性固体物质的加入量明显提高，从原有的每100克发酵液当中加入16克增加到每100克发酵液当中增加32克可溶性物质，因而总体上来看，虽然应用了较多的可溶性物质，但是用水量也得到了一定的节约，与旧有的工艺相比起来，节水量可达一半以上。

一方面高浓度发酵技术不仅仅有效地节约了用水量，同时在酒精的产出量方面也存在明显优势，与此同时，应用高浓度酒精发酵工艺也要有效地的提高设备利用率，应用相同的设备即可以有效地提高产出量，如果需要生产相同总量的酒精，也可以减少机械设备的使用，从而有效地减少了对周围环境的影响。可以说高浓度酒精发酵工艺很符合于现阶段的发展理念，因而成为了酒精发酵技术中的重要门类。

虽然应用高浓度发酵工艺可以有效地节约成本，保证酒精的产出量，但是实际生产过程中仍然有部分技术问题有待于解决：高深度糖化醪发酵时，由于糖化醪浓度高于一般标准，因而也会延长发酵时间，同时在生产实践过程中，也经常出现发酵不完全的问题。其原因在于产物生成量过大，因而致使发酵液当中，可提供的营养物质在数量与质量上不达标。除此之外，糖化醪的粘性较强，因而在运输工作当中也存在一定的问题。

3 高浓度酒精发酵的研究进展

20度是酒精發酵中比较常见的发酵温度，在这个温度下，小麦糖化液中可以有三分之一的可溶性固化物完全发酵，来发酵产生超过四分之一的酒精。高浓度发酵过程中用到的糖化醪较多，就使得发酵液变得粘度也会比较高，而发酵液要控制在好处理的程度才会在发酵中发挥出最有益的部分。所以高浓度酒精的发酵要选用低粘度的糖化醪来处理发酵液才能保证酒精的发酵质量。在高浓度发酵过程中，当糖浓度过高时，尤其是超过30%时，酒精发酵的速度会降到很低，而且糖分的利用率也变得很低，基本都达不到被充分利用。发酵液中的糖类浓度过高也会影响溶液的渗透压，而渗透压的升高对酵母菌的生长有抑制作用，甚至会导致酵母菌失活。

4 总结

在前文分析中我们不难发现，高浓度酒精发酵工艺现在已经成为了行业内受重视程度较高的领域，尤其在低碳环保理念推广的背景之下，高浓度酒精发酵技术也具有了新的意义，在最近几十年来也取得了一定的发展进步。本文基于高浓度酒精发酵技术分析了其优势与不足，总结了其发展情况，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

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