《粮油加工》第1章2酿酒的基本原理.pptxVIP

、酒精发酵

二、与酿酒有关的微生物

第一章酿酒

第二节

酿酒的基本原理

2024/12/25

一、酒精发酵

1酒精发酵理论的发展历程：

最初有的学者认为发酵是一种纯的化学现象。例如：司当勒(stanl)在1640年提出，“酵母在发酵中的作用，只是将它的分解作用转导给液体中其它可发酵的部分”。李比西 (liebig)在1845年提出，“酵母的作用并不是由于它的生命活动，相反地恰恰是由于它的分解”。但是这些理论均未经过科学试验来证明。

后来，巴斯德通过试验证明了在糖液中加入少量的酵母，其中并没有其它含氮化合物，便可以引起糖液的发酵。在发酵过程中，酵母本身不仅不会破坏和分解，而且还会生长发育，在显微镜下观察时还是活的，因此，他得出结论：“酵母的生长发育是与发酵现象有密切关系的”。在此思想指导下，终于使他发展了酒精发酵的理论。

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克劳德白那尔(生物学家)认为酒精发酵是纯化学现象，其论点

是：酵母体内有一种酶，它能使糖变为乙醇和二氧化碳。这个论点

在1897年被毕士耐尔证实了，他从酵母的细胞内提取出了一种物质

(酶),能引起酒精发酵，他将这种酶称为酒酶。因此，他证明了

酒精发酵是一种化学现象。

巴斯德认为酒精发酵是生物学现象，他通过试验证明了发酵是酵

母细胞生命活动的结果，因此，发酵现象是由微生物引起的，这是巴斯德的最大贡献。

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综上所述，酒精发酵是生物和化学相结合的一种现象。即一方面生物体(酵母)是化学反应的所在地，在那里将糖分解为酒精和二氧化碳；另一方面这种化学现象必须有生物参加。

到十九世纪末叶，在微生物的研究得到进一步的发展，特别是对酶的研究开始后，才证实了这一点。从而知道酒是根据单糖类的酒精发酵这一原理制得。所以，酒精发酵是指酵母所分泌的各种酶，对于单糖所引起的生物化学变化。

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2实际应用

实际当中，酿酒所用的原料多数是淀粉质原料，但微生物不能直接利用淀粉发酵制得酒精，必须使淀粉经水解酶的作用分解为单糖后(即糖化),再经酒精发酵才能制取酒。这也就是利用淀粉质原料酿酒比水果酿酒工艺复杂的原因。

3化学原理

从生化角度看，是酵母在无氧条件下，将葡萄糖经HDP(EMP)途径降解为丙酮酸，丙酮酸经脱羧酶的作用分解为乙醛和二氧化碳，然后，在乙醛脱氢酶的作用下，还原成乙醇，这就是酒精发酵的原理，其过程见下图。

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磷酸甘油

甘油

EMP途

径

磷酸二羟基丙酮

NADH

NAD+

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苹果酸

乙酰CoA

异柠檬酸

延胡索酸

乙醛酸

NAD(P)

FADH₂4

琥珀酸CoA

CO₂

NAD(P)H+H*

α一酮戊二酸

()琥珀酰CoA7NAD

NADH+H*

ADP+Pi

(GDP)

GTP

ATP

乙酰CoA

草酰乙酸

三羧酸循

环

NADH+H*

一CoA

CoA

柠檬酸

丙酮酸

NAD*

CoACO₂

NADH+H

NADk

CO₂

FAD

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酒精发酵途径：

丙酮酸(厌氧)→活性丙酮酸→活性乙醛→乙醛→乙醇↓有氧

乙酰辅酶A→TCA循环→CO₂+H₂OCO₂

说明：上述各种反应中都需要特定的酶参与才能完成，具体这些酶在生化中都已经介绍过，在此不进行介绍。

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4发酵副产物的形成

(1)杂醇油的形成

杂醇油又称高级醇，以异戊醇为主，包括正丙醇、异丁醇、异戊醇、活性戊醇等。

生成途径主要有三条：

第一、由氨基酸脱氨、脱羧(去CO₂),生成比氨基酸少1个碳原子的高级醇，这是伊里氏(Ehrlich)于1905~1909年提出的，反应通式：

R—CH-COOH+H₂O→RCH₂OH+NH₃+CO₂

NH₃

第二、由糖代谢生成丙酮酸，丙酮酸与氨基酸作用，生成另一种氨基酸和另一种有机酸(α—酮酸),该有机酸脱羧变为醛，再还原成高级醇，例如：

丙酮酸+胱氨酸→酮基异已酸→异戊醛→异戊醇

第三、丙酮酸与乙酰辅酶A结合，由于碳链的增长，在蔗糖存在下，也可促进杂醇油的生成。

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(2)多元醇的形成

甘油的生成甘油主要产生在发酵的后期。

C₆H₁₂O₆→C₃H₅(OH)₃+CH₃CHO+CO₂

葡萄糖甘油乙醛

2、3-丁二醇的生成

第一，由双乙酰生成

CH₃COCHOHCH₃+AH₂--→CH₃CHOHCHOHCH₃+辅酶A

醋翁还原型辅酶A2,3-丁二醇

第二，由多粘菌及