圖6.3.1顯示了多次出芽后的啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)電子顯微鏡照片。葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)酒精的代謝途徑稱(chēng)為酵解或Embden-Meyerhof途徑,屬于厭氧(微耗氧)發(fā)酵,理論產(chǎn)率為每一分子葡萄糖產(chǎn)生各兩分子的乙醇、CO2及 ATP,或每克葡萄糖生產(chǎn)0.51g乙醇,實(shí)際產(chǎn)率一般能達到理論產(chǎn)率的90%以上。常用酵母品種有:啤酒酵母、葡萄汁酵母(S.uvarun稱(chēng)為S.carlsbergensis)、裂殖酵母(Schizosaccharomvces pombe)及Kluyverromyces等。上述酵母均屬兼性厭氧菌,在酵母生長(cháng)期需要一定的氧氣,在酒精發(fā)酵階段則需要厭氧條件以提高酒精產(chǎn)率。
產(chǎn)物酒精會(huì )對酒精生產(chǎn)和酵母生長(cháng)產(chǎn)生抑制作用,不同的酵母耐酒精能力也有很大的差別。對大多數酵母而言,當酒精濃度達到5%時(shí)就會(huì )停止生長(cháng),當酒精濃度從6%增加到12%時(shí),酒精生產(chǎn)速率逐漸減為零。某些耐酒精酵母的酒精濃度能夠達到18%,發(fā)酵醪中高濃度酒精有利于降低酒精蒸餾時(shí)的能耗。
酒精發(fā)酵是一個(gè)放熱過(guò)程,普通啤酒酵母的最適發(fā)酵溫度為30°C,因此在發(fā)酵罐中需要通冷卻水以保持發(fā)酵溫度在30°C左右,為此需消耗大量能量。一些研究者選育得到的高溫酵母的最適發(fā)酵溫度可以達到40~50°C,適合于氣溫較高地區的酒精發(fā)酵工業(yè)。
酵母一般只能利用葡萄糖作為碳源,不能直接利用淀粉或纖維素。在利用淀粉或纖維素為原料時(shí),必須先將它們用酶法或酸法水解為葡萄糖,這將增加酒精生產(chǎn)時(shí)的原料消耗和能耗。因此,選育能夠直接代謝淀粉或纖維素的醉母將有利于降低酒精的生產(chǎn)成本。
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