酒精生产中常见的杂菌种类及其特性.docx

酒精生产 中杂菌 的分析一、酒精生产中常见的杂菌种类及其特性1、 杂菌定义酒精发酵不是纯培养发酵，属于开放式发酵因此，发酵醪中除酵母菌外，还存 在相当数量的其他微生，它们会对酒精发酵产生不良的影响，这些其他微生物通称为杂 菌2、 杂菌种类常见的杂菌主要有两大类：细菌、野生酵母1 细菌这类杂菌对酒精发酵危害最大是杂菌中的“主要矛盾”革兰氏阳性细菌：乳酸杆菌、小球菌、葡萄球菌、明串珠菌、丁酸菌、枯草杆菌 革兰氏阴性细菌：醋酸杆菌、大肠杆菌2 野生酵母一一假丝酵母、嗜杀酵母3、 杂菌的形态与特性1乳酸杆菌：形状为棒杆状、单生或呈短链状、不运动、不产抱子、厌气性、 部分微需氧或耐氧、最适温度35一50°C，耐酸，最终产物主要是乳酸2小球菌：形状为卵球状，大部分互相连接成串球状或链球状、不运动不、 产抱子、厌气性、部分耐氧、最适温度30—45C、耐酸，终产物主要是乳酸、能产生不 愉快的味道，具有与酵母粘连成团的性能3明串珠菌：形状为园柱状或球状、成对、成短或长链、微好氧或兼性厌氧、 最适温度30—45C，终产物为葡聚糖，具有与酵母粘连成团的性能4 丁酸菌：形状为杆状、能运动和产生抱子、专性厌氧、最适温度30—40C， 不耐酸，pH4.5以下停止繁殖、终产物为丁酸和少量醋酸、乳酸、丁醇。

5 枯草杆菌：形状椭圆、圆柱状、好氧、最适温度35—50C、终产物为淀 粉酶和蛋白酶6 醋酸杆菌：形状椭园或杆状、单生、成对或成链、有鞭毛、好氧菌、最适 温度30—45C、能耐10—13%V/V的酒精度，能将乙醇转化为乙酸7 大肠杆菌：杆状、细胞短而直、无芽抱、以周毛运动兼性厌氧、最适温度 30—35C耐低pH,终产物为多种有机酸：包括乙酸、乳酸等8 假丝酵母：细胞为圆形、卵形或长形、无性繁殖为多边芽殖、形成假菌丝、 也有真菌丝、无抱子、好氧、最适温度30—40C，有产生酒精的能力，但主要是产菌 丝体蛋白质和其他付产物9 嗜杀酵母：嗜杀酵母能杀死同族及亲缘酵母、而不被同族酵母杀死、主要 是分泌嗜杀毒素、杀死酵母、形状与其他酵母无区别，其生活特性也相似，终产物是能致 蛋白质变性的毒素二、 杂菌的来源1、 原料污染淀粉质原料：木薯（鲜、干）、玉米、红薯等带来大量杂菌，而部分生产厂家又 米用低温液化工艺，蒸煮不彻底（夹生），淀粉糊保护了部分耐温杂菌影响工段：预糊化工段、糖化工段、发酵工段废糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、甜高粱糖浆由于贮存和运输与输送等环节造 成污染影响工段；配料工段、发酵工段。

2、 辅料污染淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、尿素或硫酸铵等淀粉酶、糖化酶、蛋白酶在生产过程中都是采取常温生产，杂菌感染又无法 消毒，带来大量的杂菌，尿素或硫酸铵主要在使用过程中感染杂菌影响工段：液化糖化工段、发酵工段3、 水源大多酒精厂水源不干净，又不进行消毒处理，带来大量杂菌影响工序：配料工段、液化糖化工段、发酵工段、蒸馏工段、水冷却工段等4、 空气空气中存在大量的微生物，每立方米大约有五千至十万个微生物，是微生物的混 合体酒精生产酵母繁殖阶段，需进行通风培养，如无进行空气过滤将会带来大量的杂 菌影响工段：发酵工段5、 生产过程中进入或增殖在生产过程中，如不注意控制生产工艺或设备条件不好，将会使外源杂菌进入或 系统中存在的杂菌迅速繁殖造成严重后果影响工段：配料工段、液化糖化工段、发酵工段等6、 设备及管道设备或管道设计、安装不合理、设备和管道不定期灭菌、设备或管道损坏不及时 维修会带来杂菌影响工段：配料工段、液化糖化工段、发酵工段等7、 清液回配有部分工厂采用废醪液澄清后回配发酵虽然回配清液温度较高：70—90°C，但 有些耐温杂菌还生存，清液贮罐和管道又不定期杀菌，将带来杂菌三、 杂菌感染的危害性1、竞争性争夺营养源，使糖酒转化率下降。

乳酸菌和酵母菌对营养的需求是非常相似的，它们的存在将互相争夺发酵醪中有 限数量的必需营养物和生长因子，如糖源、氮源、磷源等，特别是消耗了大量的糖源， 使产率降低研究证明，醪液挥发酸升高1度，相当于损失发酵性糖0.5—0.6%,生产一吨酒 精产量下降20-23 升2、 竞争性地争夺生存环境，抑制酵母的生长繁殖醋酸菌是需氧菌，在酒精发酵初期，酵母的生长和增殖绝对需氧，而醋酸菌生长 繁殖也需要氧，并分泌醋酸和其他副产物，使pH下降，挥发酸升高，造成酵母的生产 环境变得恶劣而乳酸菌一般被认为是耐氧的厌氧微生物，它虽然在完全缺氧时生长速度比 有氧情况下慢，但它们能存活和生长所以在厌氧环境下，酵母和乳酸菌是相互 竞争生存的，酵母合成乙醇，抑制乳酸菌生存，而乳酸菌则生成乳酸，使pH降 低，挥发酸升高，反过来抑制酵母的生存，它们互们排斥，创造有利于自己的生 存环境另外，由于酵母和细菌的繁殖方式不同，即酵母为发芽繁殖，增殖一代需2-3h， 细菌为分裂繁殖，增殖一代只需12-30mi n因此，在相当条件下，酵母竞争生长明 显处于劣势3、 杂菌会分泌多种有害物质，毒素抑制或杀死酵母细菌的产物有机酸、醋酸、乳酸、丁酸等，对酵母有较强的抑制作用。

发酵醪中 醋酸浓度达0.01%时，酵母的生命活动受到影响0.2%时，则全部被抑制乳酸的抑制浓 度为1—4%而且醋酸和乳酸可协同作用抑制酵母的生长，这种协同作用所需的 抑制浓度更低丁酸的抑制浓度更明显，0.0005%的丁酸就会抑制酵母的增殖 嗜杀酵母能向体外分泌嗜杀毒素，致死蛋白或嗜杂因子，能杀死工业上常用的敏 感酵母另外，研究表明，乳酸和醋酸的产生，达到一定浓度后，将对淀粉酶和糖化酶的 活性起到抑制作用，造成残总糖升高引起间接损失细菌感染后其副产物还会使 酒精产品产生令人不愉快的气味4、杂菌的感染会消耗乙醇，导致酒精生产量的实际损失醋酸菌代谢的碳源和能量主要来自于乙醇，随着醋酸菌代谢产物醋酸的不断 积累乙醇会大量地消耗造成损失四、酒精生产中杂菌感染的异常现象原因分析及检查方法1、 淀粉质原料：配料罐（预热罐）、杂菌感染1现象：淀粉乳pH下降、挥发酸较高2原因分析：淀粉乳配料罐连续长时间运行不清洗，加上预热温度较低 50-70°C，淀粉乳糊化时又对微生物起保护作用，耐高温的细菌还在继续繁殖， 分泌有机酸，使发酵醪挥发酸升高，pH下降3 检查方法：镜检、检测淀粉乳的挥发酸和pH2、 糖化醪杂菌感染。

1现象：镜检有杂菌，挥发酸升高2原因分析： ①糖化酶带来杂菌、 ②间歇糖化时、糖化罐清洗消毒不 够彻底，连续糖化时，设备运转时间过长不清理、 ③糖化温度太低3 检查方法 镜检 检测糖化醪的挥发酸3、 酒母或1#发酵罐杂菌感染1 现象：酵母数少、酵母变形结团、镜检视野杂菌多，挥发酸±0.010%2原因分析： ①糖化液或糖蜜原料已感染杂菌、 ②发酵醪酒份低，小于 4.0%V/V、③ 生产运行周期太长、发酵罐、酒母罐、没清理、④发酵醪pH偏高、⑤空 气没有过滤、⑥设备和管道有死角、⑦水源污染带来、⑧罐温过高，34°C 以上3 检查方法：镜检发酵醪和水源杂菌情况，检测罐内酒份温度和发酵醪挥 发酸、酸度、 pH等，检查和检修设备死角4、 主发酵罐杂菌感染1 现象：酵母数少、酵母变形结团、杂菌多、挥发酸高±0.015%2原因分析：①糖化醪或糖蜜原料已感染杂菌、②酒母感染杂菌、 ③发酵醪酒份过低、④生产运行周期太长发酵罐没有清理、⑤设备和管道有 死角 灭菌不彻底、⑥罐温过高：36C以上、⑦产生泡沫，使CO2排出管和过 料管物料倒流3 检查方法：镜检发酵醪和糖化醪或糖蜜高位罐的酸化糖蜜杂菌情况、检 测罐内酒份、温度和发酵醪挥发酸、酸度，检查和检修设备死角。

5、 发酵成熟醪杂菌感染1 现象：镜检杂菌多、酵母死亡率高 ±90%、挥发酸高 ±0.02%、升酸 差高±2.0、残总糖和残还糖高2原因分析： ①发酵过程感染杂菌、 ②主发酵温度过高 ±36C、③ 酵母提前衰老、④设备和管道有死角、⑤工艺控制不当、⑥成熟醪在罐内 保留时间太长、 ⑦糖化酶和淀粉酶过快失活6、 糖蜜生产酒精时低蜜罐和高蜜罐杂菌感染1现象：镜检有杂菌、挥发酸高 ±0.02% ，产生白膜或蔗饭2原因分析： ①糖蜜在贮运过程中感染杂菌、 ②糖蜜受到明串珠菌的感染，产生葡聚糖、③配料存放时间过长、④pH太高3 检查方法：镜检、检测物料挥发酸五、杂菌的防治方法杂菌的防治原则：防重于治，综合治理一物理防治方法1、 蒸汽高温灭菌法利用微生物在一定温度下会使其蛋白质变性失活而死亡的原理，采用蒸汽产 生高温灭菌的方法灭菌方法①定期或交叉对调浆罐、液化罐、糖化罐、酒母罐、发酵罐及其 连接管道进行蒸汽灭菌②定期对空气过滤器进行蒸汽灭菌2、 空气过滤除菌法空气过滤除菌的原理是利用过滤介质拦截空气中的微粒和微生物，得到纯净 的空气空气除菌有以下方法：①空气加热法——空气压缩加热杀菌、②辐 射杀菌法一一利用a、y、B、x射线和紫外线及超声波等破坏蛋白质和生物活 性物质而起到空气杀菌作用、③静电除菌法一一利用静电除尘器吸附空气中的 水雾、尘埃及微生物除去空气中的杂菌、 ④过滤除菌法——利用0.5-2 口 m过 滤介质阻截空气中的杂菌、是工业上最常用的空气除菌方法。

空气过滤除菌的关键设备为过滤器，设备种类有：棉花活性炭过滤器、超细 玻璃纤维过滤器、烧结金属过滤器、烧结陶瓷过滤器、微孔超膜过滤器等二化学防治法1、 杀菌剂消毒剂杀菌消毒原理：①改变细胞膜的渗透性或损伤细胞膜、影响正常的物质交 换、使细胞造成损伤、②氧化作用使细胞内的某些物质氧化而使酶失去活性、③ 改变原生质的胶体性质使菌体发生沉淀或凝固酒精生产中常用的杀菌剂、消毒剂、有漂白粉、甲醛、氟化钠、二氧化氯、 强氯精1漂白粉是一种强氧化剂、遇水反应后释出活性氧和氯，起到杀菌作 用漂白粉不稳定，易受温度、湿度、光照的影响，但不能全部溶于水，对金属 有腐蚀作用一般漂白粉活性氯含量为30%，常用于水源，固定化酵母载体和工 厂环境的消毒2强氯精三氯异氰尿酸，其杀菌原理与漂白粉相似，但活性氯含量为95% 以上，且化学性质较稳定，但价格较贵3甲醛对微生物的营养细胞和抱子有抑菌与杀菌作用它是含有 36-37%的甲醛水溶液因为细菌对它较为敏感,浓度较大时对酵母才有抑制作用， 所以，发酵中常用于浓糖蜜的消毒和后期醋酸菌严重感染时的消毒但它刺激性 强，气味难闻，会造成生产环境的污染4 二氧化氯 其杀菌原理与漂白粉相似。

但杀菌效果更好，杀菌不受pH 影响，适用范围广，万分一含量就能起到杀菌作用，对设备腐蚀作用小，但使用 成本稍高5 氟化钠 是一种防腐剂，对原生核细菌的损害比酵母大，常用于酒母 罐和主发酵罐感染菌的处理，3ppm就有效果，它易溶于水，使用方便，但其对 人有毒性，性质稳定残留时对厌氧菌有抑制作用2、 生物制剂其抑菌作用方式：①抑制蛋白质的合成 ②抑制细菌细胞壁合成 ③抗叶酸 代谢④影响胞浆膜的通透性抗生素抑菌作用也叫“化学治疗剂”，它的特点 是有选择性地对某些细菌起抑制作用，而对另一些没有作用酒精生产中常用的抑制剂有青霉素、链霉素和克菌灵1青霉素 属于户内肽胺类抗生素，它通过抑制细菌细胞壁的合成起作用可以有效地杀死革兰氏阳性菌，对阴性菌无效，即在酒精发酵中用来抑 制乳酸菌用量为2-4单位/g ，但长期使用青霉素会产生抗药性而失效，且 PH5.0以下时效能也下降。