微生物发酵制药-总体工艺过程流程（定稿）

第一篇：微生物发酵制药-总体工艺过程流程（定稿）

微生物发酵制药-----总体工艺过程流程

工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。

微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。

微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容：

第一方面 菌种的获得

根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。

1.分离思路：新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。2.定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。3.采样：有针对性地采集样品。

4.增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。5.分离：利用分离技术得到纯种。

6.发酵性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。

第二方面 高产菌株的选育

工业上生产用菌株都是经过选育过的。工业菌种的育种是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造，可使现存的优良性状强化，或去除不良性质或增加新的性状。

工业菌种育种的方法：诱变、基因转移、基因重组。

育种过程包括下列3个步骤：(1)在不影响菌种活力的前提下，有益基因型的引入。(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。

选择育种方法时需综合考虑的因素(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系(例如分批或者连续发酵试验)；(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学方面认识的明了程度；(3)经济费用。如果对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少，则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术；如果对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识，则可选择基因重组等手段进行定向育种。

工业菌种具体改良思路：(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤（通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量；在代谢途径中引伸出新的代谢步骤，由此提供一个旁路代谢途径。）(2)增加前体物的浓度。(3)改变代谢途径，减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。(4)抑制或消除产品分解酶。(5)改进菌种外泌产品的能力。(6)消除代谢产品的反馈抑制。如诱导代谢产品的结构类似物抗性。

第三部分 菌种保藏技术 转接培养或斜面传代保藏； 超低温或在液氮中冷冻保藏；

土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。第四部分 发酵工艺条件的确定 微生物的营养来源

能源，自养菌：光；氢，硫胺；亚硝酸盐，亚铁盐。异养菌：碳水化合物等有机物，石油天然气和石油化工产品，如醋酸。

碳源，碳酸气；淀粉水解糖，糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等，石油、正构石蜡，天然气，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品

氮源，豆饼或蚕蛹水解液，味精废液，玉米浆，酒糟水等有机氮，尿素，硫酸铵，氨水，硝酸盐等无机氮，气态氮

无机盐，磷酸盐，钾盐，镁盐，钙盐等其他矿盐，铁、锰、钴等微量元素等 特殊生长因子，硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等

培养基的确定

（1）首先必须做好调查研究工作，了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和一般的营养要求。工业生产主要应用细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物。它们对营养的要求既有共性，也有各自的特性，应根据不同类型微生物的生理特性考虑培养基的组成。（2）其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提取方法和产品质量要求等也需要有所了解，以便在选择培养基时做到心中有数。（3）最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础，开始时先做一些摇瓶实验;然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。注意培养过程中的pH变化，观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同pH，不断调整配比来适应上述各种情况。

（4）注意每次只限一个变动条件。有了初步结果以后，先确定一个培养基配比。其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响，即对各种无机元素的营养要求，试验其最高、最低和最适用量。在合成培养基上得出一定结果后，再做复合培养基试验。最后试验各种发酵条件和培养基的关系。培养基内pH可由添加碳酸钙来调节，其他如硝酸钠、硫酸铵也可用来调节。

（5）有些发酵产物，如抗生素等，除了配制培养基以外，还要通过中间补料法，一面对碳及氮的代谢予以适当的控制，一面间歇添加各种养料和前体类物质，引导发酵走向合成产物的途径。

(6)根据经济效益选择培并基原料 考虑经济节约，尽量少用或不用主粮，努力节约用粮，或以其他原料代粮。糖类是主要的碳源。碳源的代用品主要是寻找植物淀粉、纤维水解物，以废糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工业葡萄糖代替食用葡萄糖；石油作为碳源的微生物发酵也可以生产以粮食为碳源的发酵产品。有机氮源的节约和代替主要为减少或代替黄豆饼粉、花生饼粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有丰富蛋白质的原料为目标，代用的原料可以是棉籽饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、杂鱼粉、黄浆水或麸汁、饲料酵母、石油酵母、骨胶、菌体、酒糟，以及各种食品工业下脚料等。这些代用品大多蛋白质含量丰富，价格低廉，便于就地取材，方便运输。

培养工艺的确定：

培养条件：温度、pH值、氧、种龄、接种量、温度

工业微生物的培养法分为静置培养和通气培养两大类型。

静置培养法即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行发酵，又称为厌氧性发酵。通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，又称为好气性发酵。

在静置和通气培养两类方法中又可分为液体培养和固体培养两大类型，其中每一类型又有表面培养与深层培养之分。

关于液体深层培养：

用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法来讲，称为深层培养法。特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件。

深层培养基本操作的3个控制点

①灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。②温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行发酵，由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等，所以为维持温度恒定，须在夹套中以冷却水循环流过。③通气、搅拌：空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进人，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外，可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内，促进热传递，以及为调节pH而使加入的酸和碱均匀分散等。

第五部分 发酵产物的分离提取 提取方法： 过滤 离心与沉降 细胞破碎 萃取

吸附与离子交换 色谱分离

沉析（盐析、有机溶剂沉析、等电点等）膜分离 结晶 干燥

分离提取过程的几个注意的问题： 水质

热源去除（石棉板吸滤、活性碳吸附、过离子交换柱）溶剂回收 废物处理 生物安全性

第二篇：微生物论文微生物制药

微生物制药

【摘要】微生物制药利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化技术进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。【关键词】微生物制药抗生素甾体激素酶及酶抑制剂

半个世纪以来微生物转化在药物研制中一系列突破性的应用给医药工业创造了巨大的医疗价值和经济效益。微生物制药工业生产的特点是利用某种微生物以“纯种状态”，也就是不仅“种子”要优而且只能是一种，如其它菌种进来即为杂菌。微生物在其生命活动过程中产生的，能以极低浓度抑制或影响其他生物机能的低分子量代谢物。微生物制药利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化技术进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。微生物制药的生物来源是青霉素，放线菌；作用对象是抗菌药，抗肿瘤药，抗病毒药，除草剂，酶抑制剂，免疫调节剂；作用机制是抑制细胞壁合成药，影响细胞膜功能药，干扰蛋白质合成药；化学结构是抗生素，维生素，氨基酸，甾体激素，酶及酶抑制剂。

一、代表人物及主要成果

Louis Pasteur(1822～1895)法国微生物学家，化学家。对狂犬病的研究是他科学生涯中最后、也是最重要的一项工作。将狂犬患者的唾液注射到兔子体中，使兔感染狂犬病后，再将兔的脑和脊髓，制成可供免疫用的弱化疫苗，1885年在一个 9岁的被患狂犬病的狼咬伤的孩子身上试用，获得成功。这一研究成果当时被誉为“科学纪录中最杰出的一项”。巴斯德研究所就在那时筹款建立。开创了药物微生物技术的新时代。

Alexander Fleming英国细菌学家。他首先发现青霉素。后英国病理学家弗劳雷、德国生物化学家钱恩进一步研究改进，并成功的用于医治人的疾病，三人共获诺贝尔生理或医学奖。青霉素的发现，是人类找到了一种具有强大杀菌作用的药物，结束了传染病几乎无法治疗的时代；从此出现了寻找抗菌素新药的高潮，人类进入了合成新药的新时代。

Selman Abraham waksman抗生素之父瓦克斯曼，美国人。对土壤微生物产生抗生素物质进行了系统和开创性工作，发现了链霉素是结核杆菌的克星。

二、抗生素

细菌对抗生素的抗性有内在抗性(intrinsic resistance)和获得性抗性(acquired re2sistance)。内在抗性是指细菌天然对某些抗生素不敏感。获得性抗性涉及细菌遗传背景的改变。细菌可通过随机突变, 或表达潜在抗性基因获得抗性;也可通过抗性基因水平转移获得抗性。细菌可移动遗传元件(mobile genetic elements, MGE)可以在同种甚至不同种菌株间水平转移, 加速了临床上耐药及多重耐药菌株产生。【1】 链霉素（streptomycin）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式C21H39N7O12。1943年美国 S.A.瓦克斯曼从链霉菌中析离得到，是继青霉素后第二个生产并用于临床的抗生素。它的抗结核杆菌的特效作用，开创了结核病治疗的新纪元。链霉素属于不含伯胺基的氨基糖苷类抗生素，可采用两种方法制备免疫原。一是利用醛基可以采用O-(羧甲基)羟基胺法，将其生成含有带羧基的半抗原衍生物，然后采用碳化二亚胺法，将带有羧基的半抗原与载体蛋白的胺基或者羧基结合。二是利用链霉素其醛基直接与载体蛋白的胺基缩和。【2】目前已发现的天然抗生素约2/ 3 来源于链霉菌。利用链霉菌产抗生素能力与链霉素抗性基因之间的对应关系定向筛选正向突变株,是目前农用抗生素科研领域的研究热点，紫外诱变是菌种选育过程中最常用的诱变方法之一,但该法导致的菌种突变是随机的,正突变株的出现频率很低,需要进行大量的筛选工作。通过将链霉素抗性筛选法与传统紫外诱变法结合,可快速、有效的获得理想的抗生素高产突变株。

三、甾体激素

甾体激素药物是仅次于抗生素的第二类药物, 由于其结构极其复杂, 目前利用全合成的方法比较困难, 通常以具有甾体母核结构的天然产物为原料采用半合成的方法改造后制得。以前生产甾体激素类药物以薯蓣皂素为起始原料, 但自20世纪70年代以来, 薯蓣资源日渐枯竭, 皂素价格不断上涨, 促使国内外一些公司寻找和开发新的甾体激素药物的原料。植物甾醇的结构特点决定了它可以作为甾体激素药物半合成的原料。微生物选择性降解甾体侧链技术的发展使这些廉价易得的甾醇充分利用成为可能。（1）植物甾醇的微生物转化

诺卡氏菌、分枝杆菌、节杆菌和假单胞杆菌等微生物都能将甾醇类化合物作为碳源利用, 而使甾醇降解。甾体微生物转化是利用微生物的酶对甾体底物的某一部位进行特定的化学反应来获得一定的产物。

（2）微生物选择性降解甾醇侧链

微生物对甾醇作用产生42AD和ADD主要包括侧链的降解, C23位羟基氧化成酮基以及C25, 6位双键的氢化。其中, 起决定作用的是侧链的降解。甾醇侧链的降解开始于C227位的羟化, 然后经过氧化, 最终截断于C217位。选择性控制微生物降解侧链的途径主要有以下两种: 加入酶抑制剂以及利用诱变技术。

（3）影响植物甾醇侧链降解收率的因素

一是发酵液中植物甾醇的溶解度，甾醇是脂溶性化合物, 在水中的溶解度很低, 因此反应中甾醇的有效浓度相当低, 这就导致反应速度和转化率偏低。因此, 应采取措施提高甾醇底物的溶解度, 使甾醇与微生物细胞有良好的接触从而提高产物收率；二是微生物细胞膜的通透性，甾体微生物降解缓慢的原因不仅在于发酵液中底物和产物溶解度低, 也在于它们进出微生物细胞的速度也很低。因此改变微生物细胞膜的通透性使甾醇底物及其转化产物能自由地出入细胞, 也是促进侧链降解的有效方法。【3】

四、微生物发酵制药

微生物有着非常强大的分解转化物质的能力,并能产生丰富的次生代谢产物,通过微生物的生长代谢和生命活动来炮制中药,可以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地改变药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上,吸取了微生态学研究成果,结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术,是从中药(天然药物)制药方面寻找药物的新疗效。（1）微生物对中药发酵的作用

微生物在生长过程中会产生各种各样的生物活性物质,并易于组织工业化生产。现代工业中许多生物产品都是通过微生物发酵生产的,如各式各样的酶、抗生素。有些微生物在生长过程中可以分泌几十种胞外酶到培养基中去,微生物进行生命活动所产生的胞内酶更是有成百上千,这些丰富而强大的酶系是中药发生化学反应的物质基础,可以将药物的成分分解转化形成新的成分,这些新成分就是新的活性药物筛选的物质基础。这就是微生物可以用来发酵炮制中药的理论根据如酶法已成为中药炮制的一种方法。（2）由于微生物也会形成丰富多样的次生代谢产物,它们有些本身就是功效良好的药物;或以中药中的有效成分为前体,经微生物的代谢可以形成新的化合物或微生物的次生代谢产物和中药中的成分发生反应形成新的化合物。微生物的分解作用有可能将中药中的有毒物质进行分解,从而降低药物的毒副作用。微生物容易诱变,可以根据需要,运用现代生物技术对微生物进行改造,使之更适合中药发酵的需要。现代生物技术首先在微生物体中得到运用,也是基因工程等技术最成熟的领域。【4】

五、酶抑制剂

酪氨酸酶广泛存在于自然界中，其化学本质是含铜蛋白，是黑色素生物合成的关键酶和限速酶。酪氨酸酶的活性与色素沉着性疾病、食品褐变等均有密切关系。抑制酪氨酸酶活性对人类皮肤色素疾病的治疗、食品保鲜及农业抗虫领域具有重要意义。（1）微生物来源

从海洋红藻表面分离得到核盘霉菌中的葡萄孢菌，利用酪氨酸酶抑制活性追踪法对其代谢产物进行研究，分离得到3个含α-吡喃酮结构的化合物均对酪氨酸酶有抑制性，同时初步确定α-吡喃酮联接戊烷基时显示最强的酪氨酸酶活性抑制力。从4000余个微生物代谢产物中找到一株活性化合物产生菌，经鉴定为链霉菌，以酪氨酸酶为底物，发现链霉菌代谢产物H7264A和H7263B 均具有酪氨酸酶抑制活性。（2）酪氨酸酶抑制剂的作用机理

国内外对酪氨酸酶抑制剂的抑制机理普遍认为包括：清除氧自由基，终止自由基链的引发，削弱酪氨酸酶的供氧作用，削弱酪氨酸酶作用。酪氨酸酶抑制剂结构与底物相似，作为酪氨酸酶的竞争性底物，从而削弱酪氨酸酶对酪氨酸及其系列氧化产物的催化氧化作用。根据抑制剂与酶作用后是否引起酶永久性失活，可将酶抑制剂分为不可逆抑制与可逆抑制。【5】 【参考文献】

【1】蒋培余，细菌遗传元件水平转移与抗生素抗性研究进展[J]，微生物学通报，2006年第4期

【2】张桂贤，链霉素人工抗原的合成及其多克隆抗体的制备[J]，山东畜牧兽医，2010 年第3 期 【3】张裕卿，植物甾醇微生物转化制备甾体药物中间体的研究进展[J]，微生物学通报，2006年第2期

【4】王玉阁，微生物发酵制药的研究[ J ]，齐齐哈尔医学院学报2006 年第27 卷第2 期 【5】李娜，鲁晓翔，酪氨酸酶抑制剂的研究进展[ J ]，食品工业科学，2010年第7期 生物与环境工程学院 周素花

第三篇：微生物制药的一般工艺流程

微生物制药的一般工艺流程

微生物制药技术

工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。

微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容：

第一方面 菌种的获得

根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。

分离思路 新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。

定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。

采样：有针对性地采集样品。

增殖：人为地通过控制养分或培条件，使所需菌种增殖培养后，在数量上占优势。

分离：利用分离技术得到纯种。

发酵性能测定：进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。

第二方面 高产菌株的选育

工业上生产用菌株都是经过选育过的。工业菌种的育种是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造，可使现存的优良性状强化，或去除不良性质或增加新的性状。

工业菌种育种的方法：诱变、基因转移、基因重组。

育种过程包括下列3个步骤：(1)在不影响菌种活力的前提下，有益基因型的引入。(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。

选择育种方法时需综合考虑的因素(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系(例如分批或者连续发酵试验)；(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学方面认识的明了程度；(3)经济费用。如果对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少，则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术；如果对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识，则可选择基因重组等手段进行定向育种。

工业菌种具体改良思路：(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤（通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量；在代谢途径中引伸出新的代谢步骤，由此提供一个旁路代谢途径。）(2)增加前体物的浓度。(3)改变代谢途径，减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。(4)抑制或消除产品分解酶。(5)改进菌种外泌产品的能力。(6)消除代谢产品的反馈抑制。如诱导代谢产品的结构类似物抗性。

第三部分 菌种保藏技术

转接培养或斜面传代保藏；

超低温或在液氮中冷冻保藏；

土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。

第四部分 发酵工艺条件的确定

微生物的营养来源

能源，自养菌：光；氢，硫胺；亚硝酸盐，亚铁盐。异养菌：碳水化合物等有机物，石油天然气和石油化工产品，如醋酸。

碳源，碳酸气；淀粉水解糖，糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等，石油、正构石蜡，天然气，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品 氮源，豆饼或蚕蛹水解液，味精废液，玉米浆，酒糟水等有机氮，尿素，硫酸铵，氨水，硝酸盐等无机氮，气态氮

无机盐，磷酸盐，钾盐，镁盐，钙盐等其他矿盐，铁、锰、钴等微量元素等

特殊生长因子，硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等

培养基的确定

（1）首先必须做好调查研究工作，了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和一般的营养要求。工业生产主要应用细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物。它们对营养的要求既有共性，也有各自的特性，应根据不同类型微生物的生理特性考虑培养基的组成。

（2）其次，对生产菌种的培养条件，生物合成的代谢途径，代谢产物的化学性质、分子结构、一般提取方法和产品质量要求等也需要有所了解，以便在选择培养基时做到心中有数。

（3）最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础，开始时先做一些摇瓶实验;然后进一步做小型发酵罐培养，摸索菌种对各种主要碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。注意培养过程中的pH变化，观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同pH，不断调整配比来适应上述各种情况。

（4）注意每次只限一个变动条件。有了初步结果以后，先确定一个培养基配比。

其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响，即对各种无机元素的营养要求，试验其最高、最低和最适用量。在合成培养基上得出一定结果后，再做复合培养基试验。最后试验各种发酵条件和培养基的关系。培养基内pH可由添加碳酸钙来调节，其他如硝酸钠、硫酸铵也可用来调节。

（5）有些发酵产物，如抗生素等，除了配制培养基以外，还要通过中间补料法，一面对碳及氮的代谢予以适当的控制，一面间歇添加各种养料和前体类物质，引导发酵走向合成产物的途径。

(6)根据经济效益选择培并基原料

考虑经济节约，尽量少用或不用主粮，努力节约用粮，或以其他原料代粮。糖类是主要的碳源。碳源的代用品主要是寻找植物淀粉、纤维水解物，以废糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工业葡萄糖代替食用葡萄糖；石油作为碳源的微生物发酵也可以生产以粮食为碳源的发酵产品。有机氮源的节约和代替主要为减少或代替黄豆饼粉、花生饼粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有丰富蛋白质的原料为目标，代用的原料可以是棉籽饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、杂鱼粉、黄浆水或麸汁、饲料酵母、石油酵母、骨胶、菌体、酒糟，以及各种食品工业下脚料等。这些代用品大多蛋白质含量丰富，价格低廉，便于就地取材，方便运输。

培养工艺的确定：

培养条件：温度、pH值、氧、种龄、接种量、温度

工业微生物的培养法分为静置培养和通气培养两大类型。

静置培养法即将培养基盛于发酵容器中，在接种后，不通空气进行发酵，又称为厌氧性发酵。通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多，它们生长的环境必须供给空气，以维持一定的溶解氧水平，使菌体迅速生长和发酵，又称为好气性发酵。

在静置和通气培养两类方法中又可分为液体培养和固体培养两大类型，其中每一类型又有表面培养与深层培养之分。

关于液体深层培养：

用液体深层发酵罐从罐底部通气，送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法，相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法来讲，称为深层培养法。特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件，选择最佳培养条件。

深层培养基本操作的3个控制点

①灭菌：发酵工业要求纯培养，因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套，以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌，或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌，并连续地输送于发酵罐内。②温度控制：培养基灭菌后，冷却至培养温度进行发酵，由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等，所以为维持温度恒定，须在夹套中以冷却水循环流过。③通气、搅拌：空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌，制成无菌空气，而后由罐底部进人，再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间，可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外，可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内，促进热传递，以及为调节pH而使加入的酸和碱均匀分散等。

第五部分 发酵产物的分离提取

提取方法：

过滤

离心与沉降

细胞破碎

萃取

吸附与离子交换

色谱分离

沉析（盐析、有机溶剂沉析、等电点等）

膜分离

结晶

干燥

分离提取过程的几个注意的问题：

水质

热源去除（石棉板吸滤、活性碳吸附、过离子交换柱）

溶剂回收

废物处理

生物安全性

第四篇：发酵工艺小结

一、发酵概念

工业上的发酵：泛指利用微生物在发酵罐或者特定反应容器中在特定的条件下生产某些产品的过程。产品有细胞代谢产物，菌体细胞，酒精，乳酸，抗生素，氨基酸，酶制剂等。发酵过程：

菌种选育：自然界筛选、诱变育种、基因工程、细胞工程 ↓

培养基配制：根据培养基的配制原则制备，实践中需多次试验配方 ↓

灭菌：杀灭杂菌 ↓

扩大培养和接种 ↓

发酵过程（中心阶段）：检测进程，满足碳源、氮源、无机盐等营养需要；严格控制温度、pH、溶氧、转速等 ↓

分离纯化：菌体：过滤、沉淀

代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换

二、微生物工业产品的类型

1．微生物菌体的发酵：以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵工业。传统的菌体发酵工业：①面包酵母发酵②微生物菌体蛋白（单细胞蛋白）现代的菌体发酵工业：药用真菌（如冬虫夏草，灵芝与天麻共生的密环菌）农业上——生防治剂：苏云金杆菌（Ｂt）,蜡状芽孢杆菌，细胞中的伴孢晶体可以杀灭。鳞翅目和双翅目害虫；丝状真菌的白僵菌，绿僵菌可以防治松毛虫；木霉菌可以防治生物病害。另外，活性乳酸菌制剂，用以改善人体肠道微环境，也是一种菌体的直接利用。还有人畜防治疾病用的疫苗等。

2.微生物酶发酵

酶普遍存在于动物，植物和微生物中。如在食品工业中，用微生物生产的淀粉酶和糖化酶用于生产葡萄糖，氨基酰化酶用于拆分ＤＬ氨基酸。3.微生物代谢产物发酵：

(1)初级代谢产物(primary metabolite)菌体生长繁殖所必需的，在对数生长期产生的物质，如氨基酸、核苷酸、蛋白质等。

(2)次级代谢产物(secondary metabolite)与菌体生长繁殖无明显关系，是在菌体生长的稳定期（静止期）合成的具有特定功能的产物。如抗生素、生物碱、细菌毒素、植物生长因子、色素维生素，柠檬酸，谷氨酸等。

4.微生物的生物转化

利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有价值的产物。最古老的生物转化：利用菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。另外还有： 异丙醇→丙醇 葡萄糖→葡萄糖酸 山梨醇→Ｌ－山梨糖

5.微生物特殊机能的利用 ①利用微生物消除环境污染

②保持生态平衡等

③湿法冶金（金属的浸沥回收）

④利用基因工程菌株开拓发酵工业新领域

三、微生物发酵的方式

一、分批培养（batch culture or fermentation）又称分批发酵，常用的培养方法。在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

分

二、连续培养（continuous culture）

1.概念： 微生物培养到对数生长期时，在发酵罐中不断添加新鲜的培养基，同时不断放出代谢物，使微生物细胞在近似恒定状态下生长的培养方式。

2.特点：微生物细胞的生长速率，产物的代谢均处于恒定状态，有效地延长对数期到稳定期的阶段，可达到稳定，高速培养微生物细胞或产生大量代谢产物的目的，菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度均处于恒定状态。

3.连续培养的优缺点

优点: 控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵周期长，产量高。

缺点: 长期连续培养会引起菌种退化，降低产量。染菌机会增加。

与分批培养比较：

优点：①连续运行，生产周期短，提高了设备利用率和生产效率。

②便于自动化控制，产品质量稳定。

缺点：①连续操作，设备复杂，易受杂菌污染。

②收率和产物浓度低，不利于提取。

③营养物质利用率低，增加了生产成本。

④需要复杂的检测，控制系统。

⑤易受菌种退化的影响。

应用：废水处理、葡萄糖酸发酵、酒精发酵等工业中。

因此，连续培养在工业生产上并不多见，只局限于酒精，单细胞蛋白，丙酮，丁

醇等少数几个产品。在生产实践中，完全封闭式的分批培养或者纯粹的连续培养较少见，更多见的是两者的折中形式：补料分批培养。

三、补料分批培养（fed-batch culture）： 介于分批培养和连续培养之间的操作方法。

1.概念：根据菌体生长和初始培养基的特点，在分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长。(克服营养不足，体积有所变化（增大）)。

2.补料分批培养的优缺点

优点：与分批培养相比：

(1)解除底物抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。

(2)延长次级代谢产物的生产时间。

(3)可避免在分批培养过程中因一次性投糖过多造成细胞大量生长，耗氧过多的状况。

(4)达到高浓度细胞培养。

(5)稀释有毒代谢产物。

与连续培养相比：

(1)降低了染菌，避免了遗传不稳定性（退化和变异）。（因为操作时间有限）

(2)最终产物浓度较高，有利于产物的分离。

(3)使用范围广。在生产次级代谢产物和细胞高浓度培养中普遍采用。是发酵技术上的一个划时代的进步。

缺点：

(1)由于没有物料取出，产物的积累最终导致比生产速率的下降。

(2)由于物料的加入增加了染菌机会。

应用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工业。

3.几个实例：

一、温度对发酵的影响

1.影响反应速率：发酵过程中的反应速率实际上是酶反应速率。酶反应有一个最适温度。2.影响发酵方向：如利用金色链霉菌发酵生产四环素的同时能生产金霉素。在低于30℃下，合成金霉素的能力较强，而在35℃时只产生四环素。

另外，还影响发酵液的粘度、溶氧和传递速率。

二、最适温度的选择

最适发酵温度是既适合菌体的生长又适合代谢产物合成的温度。但最适生长温度与最适生产浓度往往是不一致的。如谷氨酸产生菌的最适生长温度为30～34℃，产谷氨酸的温度为36～37℃。因此在发酵前期的长菌阶段和种子培养阶段应满足菌体的生长最适温度。在发酵的中后期要适当提高温度。

培养条件：通气条件差，可适当降温，使菌呼吸速率降低，溶氧可提高些。

三、发酵过程引起温度变化的因素——发酵热

Q发酵＝Q生物＋Q搅拌－Q蒸发－Q辐射

四、温度的控制

一般不需加热，因释放了大量的发酵热，需要冷却的情况多。用夹套或蛇形管，通冷却水。南方夏季，冷却水温度高，用冷冻盐水降温（循环式）,需建冷冻站。pH变化及其控制

一、pH变化的原因。

微生物本身具有一定的调节pH的能力。所以pH变化有一定的规律性。

菌体生长阶段，相对于接种后的起始pH来说，有上升或下降的趋势。

生产阶段，pH趋于稳定，维持在最适产物形成pH范围。

菌体自溶阶段，培养液中氨基氮增加，pH上升。

1.基质代谢

（1）糖代谢 糖分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一。

（2）氮代谢 氨基酸中的-NH2被利用，pH下降；尿素被分解成NH3，pH上升。

（3）生理酸碱性物质利用后，pH上升或下降。

2.产物形成

3.菌体自溶 ：pH上升

二、pH对发酵的影响

1.影响酶的活性。

2.影响微生物细胞的结构。（影响细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性。影响营养物质的吸收和代谢产物的排泄，影响新陈代谢的进行）

3.影响微生物对基质的利用速率。（影响培养基中某些组分的解离）

4.影响代谢方向。如黑曲霉pH2～3时产柠檬酸，pH中，产草酸。谷氨酸：中性或微碱产谷氨酸/酸性产谷氨酰胺。

三、pH值的确定和控制

1.pH的确定

微生物发酵的最适pH范围一般在5~8之间，同一菌种，生长最适pH可能与产物合成最适pH不同。最适pH是根据实验来确定的，即配制不同初始pH的培养基，摇瓶考察发酵情况。

生长的最适pH值与发酵的最适pH值可能不同：

举例：Aspergillus niger在pH2~2.5范围时有利于合成柠檬酸，当在pH2.5~6.5范围内时以菌体生长为主，而在pH7.0时，则以合成草酸为主。谷氨酸：中性或微碱产谷氨酸/酸性产谷氨酰胺。

2.pH的控制

(1)首先从基础培养基的配方考虑。

a.调节培养基的原始pH。

若控制消后SO4pH在6.0，消前pH往往要调到6.5~6.8。

若达不到要求，则：

b.加入缓冲溶液（如磷酸盐）或加入维持pH的物质如CaCO3。

c.使盐类和碳源的配比平衡。

(2)通过加酸碱和中间补料来控制。

a.过去直接加酸（H2SO4）或碱（NaOH），现常用：

生理酸性物质：(NH4)2SO4，NH4+被细胞利用后，SO42-引起pH下降。

生理碱性物质：氨水。既补充氨，氮，又调pH。但氨水作用快，pH波动大，要采用少量多次流加的方法。

b.补料既调节了pH值，又补充了营养，还可减少阻遏作用。

如：味精厂普遍采用流加尿素，有两个作用：

调节pH值

补充氮源

第四节 溶解氧及其控制

一、溶解氧（dissolved oxygen,DO）对发酵的影响

要考察每一种发酵产物的临界氧浓度和最适氧浓度，使发酵过程保持在最适浓度。如青霉素发酵的临界氧浓度为5%-10%之间，低于此值就会对青霉素合成造成损失。

溶氧要适量，大小与产物的生物合成途径有关。

如：初级代谢的氨基酸发酵，需氧量的大小与氨基酸的合成途径有关。

①谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，在菌体呼吸充足的条件下，产量最大。若供氧不足，氨基酸合成就会受到强烈抑制。（乙醛酸循环磷酸烯醇式丙酮酸产生的NADH量多）

②异亮氨酸，赖氨酸，苏氨酸，天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高产量，但供氧受限，产量受影响不明显。(产生的NADH量不多)

③亮氨酸，缬氨酸，苯丙氨酸仅在供氧受限，细胞呼吸受抑制时，才能获得对大量的氨基酸。若供氧充足，产物形成反而受抑制。（不经TCA循环，NADH产量很少，过量供氧，反而抑制）

（1）最适氧浓度（optimal oxygen concentration）：

——菌体生长或产物合成最适浓度范围。

（2）临界氧浓度（critical value of dissolved oxygen concentration）：

——满足微生物呼吸的最低氧浓度。

二、溶氧浓度的控制

溶氧浓度决定因素：供氧和需氧两方面。

（一）供氧方面：

1.调节搅拌转速

2.调节通气速率

（二）需氧方面：

1.菌体浓度和菌龄（呼吸旺盛，耗氧大）

2.基质种类和浓度 ：营养丰富，浓度高，菌体生长快，耗氧量大。以菌浓影响最明显。

3.培养条件：在最适条件下发酵，耗氧量大。

控制方法：通过控制基质浓度。

大型发酵罐搅拌装置（搅拌装置，温度传感器，耐高温pH和溶氧（DO）传感器）

第五节 泡沫的形成与控制

一、泡沫产生的原因

1.通风搅拌程度及菌体新陈代谢产生的CO2。

2.培养基性质：蛋白质含量多（玉米浆，蛋白胨，黄豆粉，酵母粉），糊精含量多易发泡。

二、泡沫的危害

1.降低生产能力（装料系数减少）

2.造成大量逃液 引起原料浪费，产物流失，增加了染菌的机会。

3.严重时，影响通气搅拌，妨碍另外菌体呼吸代谢，导致代谢异常或菌体自溶。

三、泡沫的控制 两种途径：

-调整培养基成分（如少加或缓加易起泡的原材料）

-改变某些物理化学参数（如pH值、温度、通气和搅拌）

-改变发酵工艺（采用分批投料）

上述方法的效果有一定限度。

1.机械消泡：（物理方法，消除已形成的泡沫）

利用机械振动或压力变化使泡沫破裂。

罐内消泡: 靠罐内消泡浆打碎泡沫。优点：不需引进外界物质，避免染菌，不增加下游负担。

罐外消泡：将泡沫引出罐外，靠喷嘴的加速作用或离心力消除泡沫。

2.消泡剂消泡

机理:降低液膜的机械强度，降低液膜的表面粘度，从而达到破裂泡沫的目的。

（1）天然油脂类：豆油、玉米油、棉子油、菜籽油（还可作为碳源），用量大，0.1%-0.2%。

（2）聚醚类：又称泡敌，消泡能力为豆油的10～20倍，用量少，0.02%-0.03%。

第五篇：白酒发酵工艺

青岛农业大学

发酵工程课程论文

论文题目白酒的发酵工艺探讨学生院系生命科学学院专业班级2009级生物技术5班姓名学号孙景凤20093184指导教师咸洪泉完成时间2012年5月10日

白酒发酵工艺探讨

孙景凤 生命科学学院 生物技术5班 20093184

【摘要】：白酒自自中国古代以来就深受各界人士的喜爱，经过代代人的努力如今已发展成一门庞大的产业。白酒酿造大多是固态发酵，其主要产物是乙醇。分析检测，白酒中大部分是乙醇和水，还含有占总量2%左右的其他香味物质。由于这些香味物质在酒中种类的多少和相互比例的不同才是酒有别于酒精，具有独特的风格。白酒中的香味物质主要是醇类、酯类、醛类、酮类、芳香族化合物等物质。

关键词：白酒发酵工艺流程

1、酒的历史

我国是酒的故乡，也是酒文化的发源地，是世界上酿酒最早的国家之一。酒的酿造，在我国已有相当悠久的历史。在中国数千年的文明发展史中，酒与文化的发展基本上是同步进行的。

大体上，古酒约分两种:一为果实谷类酿成之色酒，二为蒸馏酒。有色酒起源于古代，据《神农本草》所载，酒起源于远古与神农时代。《世本八种》(增订本)陈其荣谓：“仪狄始作，酒醪，变五味，少康（一作杜康）作秣酒。”仪狄、少康皆夏朝人。即夏代始有酒。余以为此种酒，恐是果实花木为之，非谷类之酒。谷类之酒应起于农业兴盛之后。陆柞蕃著《粤西偶记》关于果实花木之酒，有如下记载:(广西)平乐等府深山中，猿猴极多，善采百花酿酒。樵子入山，得其巢穴者，其酒多至数石，饮之香美异常，名猿酒。

若此记载真有其事，则先民于草木繁茂花果山地之生活中，采花作酒，自是可能。谷类酿成之酒，应始于殷。早初酒应当是果酒和米酒。自夏之后，经商周、历秦汉，以至于唐宋、皆是以果实粮食蒸煮，加曲发酵，压榨而后才出酒的。数千年来，中国的酿酒事业，在历史的变迁中，分支分流以至于酿造出了许多更具有地方特色，更能反应当地风土人情的各类名酒，不同地域和不同民族的酒礼酒俗，无不构造出一个博大的渊深的名酒古国。

1、白酒发酵原料

凡含有淀粉和糖类的原料均可酿制白酒，但不同的原料酿制出的白酒风味各不相同。粮食类的高粱、玉米、大麦；薯类的甘薯、木薯；含糖原料甘蔗及甜菜的渣、废糖蜜等均可制酒。此外，高粱糠、米糠、麸皮、淘米水、淀粉渣、甘薯拐子、甜菜头尾等，均可作为代用原料。野生植物，如橡子、菊芋、杜梨、金樱子等，也可作为代用原料。

我国传统的白酒酿造工艺为固态发酵法，在发酵时需添加一些辅料，以调整淀粉浓度，保持酒醅的松软度，保持浆水。常用的辅料有稻壳、谷糠、玉米芯、高粱壳、花生皮等。

酒曲、酒母 除了原料和辅料之外，还需要有酒曲。以淀粉原料生产白酒时，淀粉需要经过多种淀粉酶的水解作用，生成可以进行发酵的糖，这样才能为酵母所利用，这一过程称之为糖化，所用的糖化剂称为曲（或酒曲、糖化曲）。曲是以含淀粉为主的原料做培养基，培养多种霉菌，积累大量淀粉酶，是一种粗制的酶制剂。目前常用的糖化曲有大曲（生产名酒、优质酒用），小曲（生产小曲酒用）和麸曲（生产麸曲白酒用）。生产中使用最广的是麸曲。

此外，糖被酵母菌分泌的酒化酶作用，转化为酒精等物质，即称之为酒精发酵，这一过程所用的发酵剂称为酒母。酒母是以含糖物质为培养基，将酵母菌经过相当纯粹的扩大培养，所得的酵母菌增殖培养液。生产上多用大缸酒母。

2、白酒香气

四大乙酯（己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯）是我国白酒中的主要香气成分，其含量占总酯的90%—95%，乳酸乙酯含量高是我国白酒的显著特征之一。乳酸乙酯一是配醅带入，二是发酵过程中乳酸菌产生大量乳酸而形成。丁酸乙酯是由丁酸菌或己酸菌产生的丁酸与乙醇经生化反应而合成。

各种香型的白酒由于生产工艺与设备的不同，导致产品的主体酯香与香气组成比不同。乙酸乙酯的形成大体上有7条途径：一是酵母菌在酒精发酵时的副产物；二是原粮配醅工艺操作法在酒醅发酵中残存的多量乙酸经生物酯化而成；三是其他微生物在酿酒发酵中的代谢物。根据目前试验结果，是否可以认为在酿酒发酵期较短的清香、凤型、米香、豉香型白酒中是以第一条途径为主较为明显，胞外酯化酶为辅。而当清香、凤型延长发酵期生产调味酒

时，大曲中的胞外酶酯化作用就更为显示出来了。在传统固态发酵的浓香型酒中己酸乙酯与少量的丁酸乙酯必须在发酵酒醅中生成相应的酸之后才能和乙醇起酯化反应而产生。由于存在于窖泥中的己酸菌代谢出己酸是以乙醇为主要碳源，己酸发酵又十分缓慢；同时也可能存在于发酵体系中副产物乙酸经丁酸转化成己酸，因此它们的形成应该是在主发酵期以后以胞外酶为主而逐步积累，需要一个较长的发酵期。

我国白酒与世界上其他蒸馏酒类的不同点之一是以含6个碳以下的低级脂肪酸乙酯及乳酸乙酯含量众多。乳酸乙酯、乙酸乙酯是我国白酒的主体酯类；在浓香型及酱香型酒中还有相当量的己酸乙酯及少量的丁酸乙酯；这四大酯按不同香型的酒分别占总酯的90%—95%。乳酸乙酯含量多是我国白酒的显著特征之一，而辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯及乙酸异戊酯含量极少，它们在酯类中的组成比例都在96 %以下。

4、发酵设备

1.原料处理及运送设备。有粉碎机、皮带输送机、斗式提升机、螺旋式输送机、送风设备等。

2.拌料、蒸煮及冷却设备。有润料槽、拌料槽、绞龙、连续蒸煮机(大厂使用)、甑桶(小厂使用)、晾渣机、通风晾渣设备。

3.发酵设备。水泥发酵池(大厂用)、陶缸(小厂用)等。

4.蒸酒设备。蒸酒机(大厂用)、甑桶(小厂用)等。

5、发酵工艺

我国的白酒生产有固态发酵和液态发酵两种，固态发酵的大曲、小曲、麸曲等工艺中，麸曲白酒在生产中所占比重较大。那么以下以几种为例来了解白酒的发酵工艺。

5．1、清香型白酒生产工艺

采用固态发酵法生产小曲清香型白酒，因生产厂家、地域、水质、环境不同，所用原料、采用工艺不同，产品特征也各不相同，如用高粱生产的高粱酒、用包谷生产的包谷酒、用大麦生产的大麦酒等。

简单流程：

原料一泡粮一清洗一装甑一初落(初蒸)一焖水一彻水(空水)一复蒸一出甑一降温一下曲一降温一人箱(糠化)一出箱一发酵一蒸馏。

详细过程：

1、原料

在生产中，考虑到荞麦的淀粉含量较低，粗纤维含量高，产量会受到影响，通过生产试验，粮食配比定为：高梁lO％、养麦40％、小麦30％、大麦20％。

2、泡粮水温

在泡粮时，高梁、荞麦、大麦、小麦质地较硬，经多次试验，泡粮水温必须75“-'-85℃，浸泡时间：冬季为18 h，夏季为14”--16 h；小麦泡粮水温冬季为30～35℃。夏季为25～28℃，浸泡时间：冬季为8 h，夏季为6～7 h，计算好泡粮时间，达到上述要求后，把小麦加入到泡粮池内扒平，如泡粮水少，必须加足，但不要搅拌，冬季气温较低，注意保温。

3、初落’

待原料清洗干净后，装入甑内进入初落(初蒸)，初蒸10 min后，打抄，再继续蒸15 min后焖水，累计初蒸时间为25 min。

4、焖水

焖水水温保持在65“--75℃，冬季30～45 min，夏季25～35 min，观察粮食开小花，开花均匀，开花率在85％～98％，用手指压一粒粮食，柔软、有弹性，即可彻水。

5、夏蒸

彻水后，进行复蒸，复蒸时汽要足，复蒸时间以上汽圆甑盖为准计，一般为45 min。

6、降温、下曲、入箱

7、糖化

小曲糖化工艺是先将多粮降温，撒入小曲后，装入糖化箱内，再转入发酵。在糖化过程中，多粮糖化比单粮或二粮糖化时间要短，出箱温度要高2”-'4℃。

8、出箱

一般要经过24～28 h的培菌糖化，粮食用鼻闻，有淡淡的清香，略带酒味，口尝时有微酸甜味，冬季品温在34～36℃，夏季品温在36～38℃之间，但夏季品温不得超过40℃。

9发酵

多粮混合发酵升温较快，升到顶温比二粮或单粮的快1～2 d，顶温持续时问要长6"8 d(我厂的小罐发酵期：夏季为30～35 d，冬季为40d)，这也说明了多粮混合有利于正常发酵。配糟的比例：夏季l：O．8，冬季l：0．9～1.0。

10、蒸馏

探汽上甑

上甑操作过程主要是保证酒醅里的酒精及香味物质均匀的自下而卜蒸发出来，亦进行香味物质的溶解和拖带，如酒醅压得紧，不利于蒸馏，容易造成蒸馏不干净，造成产量、质量的F降。探汽上甑，轻撒匀铺的操作，保证产量、质量达到最佳，熟练的蒸馏工人与不熟练的工人，一般在产量』：相差6％～12％。

小火蒸馏(小汽蒸馏)

蒸馏时，保证洒醅中的乙醇在甑内自上而下地经过每粒酒醅，延长溶解香味物质的时间，带出更多香味物质溶于酒中。

掐头截尾

根据投料量，每甑接取0．2～O．5 kg酒头，酒头含醛类等低沸点物质较多，进入原酒中，容易造成酒体糙辣味杂；酒尾含高级脂肪酸酯等高沸点物质较多，在原酒中造成洒体苦涩、异杂等味。

5．2、新型蔗香型白酒制造工艺

甘蔗是C4 作物，其光能转换效率、光合速率、单位面积生物产量显著高于其他作物[1]。甘蔗比其他生产白酒的粮食原料含有更丰富的氨基酸、活性物质等营养成分，能生产出低成本高品质的优质白酒。甘蔗白酒具有风味独特、浓郁纯正的风格。

具体方法：

1.甘蔗汁的制备：甘蔗榨汁，去渣、除泡，用蔗渣作燃料，煮蔗汁至沸，保持沸腾状态以达到灭菌的作用，同时根据蔗汁浓度调节火力大小，浓缩蔗汁至20度OBx。

2.酵母种子液的培养：各取步骤（1）调好糖度的甘蔗汁200 L，分别置于２个250 L 酒母缸中，待降温至34℃时，以柠檬酸调节酸度至pH5。A 缸中加入20 g 酿酒酵母菌种A，混匀，厌氧培养20 h；B 缸中加入20 g 酿酒酵母菌种B，混匀，厌氧培养20 h。

3.甘蔗茎固定化酵母的制备：甘蔗茎经洗净、去皮、脱水、切块，灭菌等处理后，分别将20 kg 处理后的甘蔗茎浸泡于步骤（2）的酒母缸A 和酒母缸B 中搅匀，厌氧培养24 h 后得到甘蔗茎固定化酵母。A 缸中得到32 kg 固定化酵母A；

B 缸中得到31 kg 固定化酵母B。

4.发酵：将步骤（1）调好糖度的甘蔗汁200 L 置于250 L 酿造缸中，待降温至34℃时加柠檬酸调节酸度至pH5。加入步骤（3）制备好的固定化酵母A 5 kg，混匀，培养30 h 后糖度降至8度OBx,定化酵母B 5 kg，混匀，培养36 h 后，得到2 段发酵成熟醪液糖度为1.8○Bx，酒度为10.2％vol。

5.蒸馏：用蔗渣作为燃料，将2 段发酵液进行蒸馏，得到具有浓郁、纯正甘蔗香味的甘蔗白酒。

6.勾兑：勾兑是细致且复杂的工作，极其微量的香味成分都可能引起酒质的变化。因此，要先进行小样勾兑，经品尝合格后，再大批量勾兑。

5.3、川法小曲白酒生产

方法：第一甑装满全部留下，第二甑留一定深度。计算刚好够次日配糟和底面糟数量。囤撮数量根据季节、室温调节，以装桶时温度刚冷至要求为度。出甑时均匀倒在囤撮上。在装桶前，清扫净发酵桶(池)和晾堂，撒稻壳少许，摊开囤撮中的配糟，用木锨刮平。摊凉面积要适当宽些，约50 m2。

1、出箱摊凉

揭开箱上的草帘、竹席，检查培菌糟。将箱板撤去，用木锨把培菌糟平铺在配糟上，要厚薄均匀，犁成行，摊凉一定时问，收堆装桶。

2、装桶

先将预留的配糟150～200 kg装入桶底作底糟(厚约10 cm)，撒少许稻壳，随即装入混合糟，边装边踩紧，盖上面糟。装完，适当上热水或不上水。泥封发酵。

3、发酵管理

泥封后24 h检查吹口，以后每隔24 h清桶一次，同时检查吹口。正常情况是：头吹有力；二吹要旺，气味醇香；三吹趋于微弱，气味刺鼻；四吹以后逐渐断吹。从吹口强弱、大小、气味，可判断发酵情况。

注意：

1、配糟质量

正常的配糟质量为酸度1．10～1．18，水分67％，稻壳含量12％，淀粉含量

5％～5．1％。

2、配糟用量

配糟的使用比例十分重要，它直接决定发酵糟的混合酸度、酒精浓度和发酵升温。用量过少，酒精浓度过高，发酵温度高，阻止了发酵正常进行；用量过多，酸度大，发酵缓慢，工作量大，煤耗多。据经验，混合糟中每产酒1％时的升温系数为1．2～1．4。

3、配糟温度

要求做到装桶时刚好合适，不能高，高了不易晾凉，温度不匀；更不能低，低了达不到迸桶温度要求，出酒率低。必须在头天结合天气、收箱温度，注意掌握好囤撮数量，使每日装桶时温度均匀合适。

参考文献：

【1】 周恒刚.漫谈己酸乙酯的酯化 酿酒科技，1998（3）：18-21

【2】 费国华，等，多功能复合香酯酶在浓香型酒中应用的研究酿酒科技，1996

（4）31-32

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