图6.3.1显示了多次出芽后的啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)电子显微镜照片。葡萄糖发酵生产酒精的代谢途径称为酵解或Embden-Meyerhof途径,属于厌氧(微耗氧)发酵,理论产率为每一分子葡萄糖产生各两分子的乙醇、CO2及 ATP,或每克葡萄糖生产0.51g乙醇,实际产率一般能达到理论产率的90%以上。常用酵母品种有:啤酒酵母、葡萄汁酵母(S.uvarun称为S.carlsbergensis)、裂殖酵母(Schizosaccharomvces pombe)及Kluyverromyces等。上述酵母均属兼性厌氧菌,在酵母生长期需要一定的氧气,在酒精发酵阶段则需要厌氧条件以提高酒精产率。
产物酒精会对酒精生产和酵母生长产生抑制作用,不同的酵母耐酒精能力也有很大的差别。对大多数酵母而言,当酒精浓度达到5%时就会停止生长,当酒精浓度从6%增加到12%时,酒精生产速率逐渐减为零。某些耐酒精酵母的酒精浓度能够达到18%,发酵醪中高浓度酒精有利于降低酒精蒸馏时的能耗。
酒精发酵是一个放热过程,普通啤酒酵母的最适发酵温度为30°C,因此在发酵罐中需要通冷却水以保持发酵温度在30°C左右,为此需消耗大量能量。一些研究者选育得到的高温酵母的最适发酵温度可以达到40~50°C,适合于气温较高地区的酒精发酵工业。
酵母一般只能利用葡萄糖作为碳源,不能直接利用淀粉或纤维素。在利用淀粉或纤维素为原料时,必须先将它们用酶法或酸法水解为葡萄糖,这将增加酒精生产时的原料消耗和能耗。因此,选育能够直接代谢淀粉或纤维素的醉母将有利于降低酒精的生产成本。
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