糖蜜酒精發酵的特點

（1）糖廠的副產物糖蜜中含有大量的糖分，不論是甘蔗糖蜜還是甜菜糖蜜中的糖類大多數為可發酵性糖經過稀釋同時添加部分營養鹽，就可用酵母將它發酵，生成酒精。它的工藝過程和設備均較簡單，周期較短，與淀粉質原料生產酒精比較，可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序，是一種成本較低，工藝操作簡便的生產酒精方法。
盡管目前國內外糖蜜酒精工廠早已實現生產連續化和自動化，但在本世紀的二十年代，還被認為糖蜜發酵酒精比淀粉糖化醪發酵更困難，這是由于糖室中存在著大量的非糖分，稀釋后所得的稀糖液中非糖分濃度仍很高，特別是鹽類與重金屬離子的存在抑制了酵母的繁殖與酒精的生成。后來由于發酵技術的不斷改進，特別是選育出新菌種，馴養了酵母，從而解決了糖蜜發酵的困難，逐步實現了糖蜜連續發酵。但應該看到近年來由于制糖煮煉技術的不斷提高糖蜜中殘留蔗糖和還原糖量大大減少，如果制糖澄清過程中非糖雜質不相應除去，則糖蜜純度必將下降，從而影響發酵率下降。因此，如何進一步改進糖蜜酒精生產的發酵技術，以適應糖蜜純度下降的情況，提高發酵率，將是目前酒精發酵技術上需要不斷進行研究探討的課題。
（2）糖蜜中干物質的濃度約在80-90Bx，合格分50％以上。在這濃度下，酵母的生長、繁殖、合成酶系以及通過細胞質膜均難以進行，所以糖蜜首先必須稀釋才能進行酒精發酵，稀釋后的糖液濃度隨生產工藝流程和流加工藝條件的不同而異，在采用雙濃度流程中，酵母培養用稀糖液，含干物質為12——14％，而發酵酒精用的稀糖液濃度，需根據成熟醪中酒精含量及酵母醪與所用稀糖液濃度的配合比例來計算，一般為33——35％，采用單濃度流程時稀糖液的濃度為22——25％。
（3）糖蜜中一般都污染有很多雜菌，特別是產酸細菌，為了保證酒精發酵的正常進行，糖蜜需要經過滅菌或酸化處理。
（4）甜菜糖密多為堿性，pH值為7.4，不適宜酵母的發育和發酵，需要先用硫酸中和調整至微酸性pH值4——4.5才進行酒精發酵。甘蔗糖一般是微酸性，僅需添加少量硫酸調整其pH值為4——4.50
（5）糖蜜中含有5——12％的膠體物質，是由果膠質、焦糖和黑色素等組成，這是酒精發酵時產生大量泡沫的主要原因，因而降低發酵罐的利用率。同時膠體物質會吸附在酵母的表面，使酵母新陳代謝作用發生困難，特別是焦糖與黑色素對酵母的酒精發酵作用抑制較大。1976年廣東省一些糖廠曾做過糖蜜焦化對糖密酒精發酵影響的試驗，糖蜜經加熱至140℃后，一部分可發酵性糖已被破壞，變為焦糖，使非發酵性糖顯著增加，從4.7％增到8.76％，可發酵性糖從55.6％下降到42.27％，即有13％的可發酵性糖損失了，如果在糖蜜中稍添加一點焦糖液，非發酵性糖對糖分比率就明顯增加，發酵過程中鏡檢，發現酵母明顯受抑制、酵母衰老、成熟醪酒精含量下降、殘糖上升、發酵率明顯下降。焦糖越多發酵率越低，殘糖率越高，如果添加至20％焦糖液的糖蜜，酒精發酵后，殘糖率增加0.52％，發酵率下降3.35％，添加30％的焦糖液的糖蜜，酒精發酵后，殘糖率增加0.798％，發酵率下降4.34％。
糖蜜中黑色素的產生是由于局部過熱，葡萄糖脫水生成α-羥甲基糠醛。α-羥架基糠醛與糖蜜中的氨基酸化合便生成深褐色的黑色素，它的化學反應式如下：

糖蜜在制糖煮煉過程中常因局部過熱，使部分可發酵性糖焦化變為焦糖和黑色素，這不僅僅損失一部分可發酵性糖，而且對酵母的酒精發酵作用抑制較大，使發酵率進一步降低。因此，發酵前將糖蜜中的焦糖、黑色素與果膠質等膠體物質除去，不僅可以提高發酵設備的有效容量和設備利用率，同時可大大提高發酵率。
（6）糖蜜中的灰分含量很大，由于原料種類、產地、制糖方法及工藝條件的不同，一般糖蜜中的灰分為5——16％，通常煉糖的糖蜜中灰分較少，純度較高。近年來由于制糖提煉技術的提高，糖蜜中的灰分比過去明顯增加。糖蜜中的灰分雜質多，純度低、不僅使發酵率下降，同時也會使發酵罐、冷卻器、蒸餾塔等設備易產生積垢，因此，發酵前糖蜜中的灰分雜質也應盡量除去。
（7）糖蜜中的重金屬離子，例如銅離子（CU++）、鉛離子（Pb++）等，盡管一般含量不是很大，但也應該看到糖蜜中具有相當微量的重金屬離子，特別是銅離子（CU++）5——10ppm，就能使酵母受抑制。例如1973年我國南方某工廠的甘蔗糖蜜酒精發酵時，曾出現從酵母培養階段開始，就發生異常現象，酵母細胞數少，細胞瘦弱，原生質收縮，耗糖慢，發酵12小時后90％以上酵母染色，發酵基本停止。通過反復查定和試驗，才發現該批糖密含銅量特別大，CU++含量高達80-100ppm。原因主要是糖廠的生產設備如蒸發罐、煮糖罐等加熱設備及輸送管道是銅制的，由于停榨時間比較長，不可避免地由設備帶來大量的銅綠[即堿式碳酸銅CuCO3·CU（OH）2]，開榨初期待別嚴重，所以造成該批糖蜜中含銅量特別高。
根據CU++對酵母生長抑制程度的試驗情況表明，Cu++含量達5ppm時，酵母開始受到抑制，含量達10ppm，酵母則停止生長。由此可見，糖蜜酒精發酵過程中，對糖蜜中含量雖微的重金屬離子，要引起足夠的注意。
（8）糖蜜中灰分膠體物質等非糖雜質多，雜菌也多，因此，在生產實踐中選育和馴養強壯且能耐高溫、耐高酸、耐高濃度的酵母菌種，顯得特別重要。
（9）糖蜜中含氮和含磷量，按其種類、產地、年份、制糖方法不同而異。因此，糖蜜酒精發酵中應適當添加營養成分。
（10）糖蜜酒精發酵代謝生成酯醛頭級雜質及雜醇油較多，對成品酒精質量影響較大，通常采用通氣培養酵母的工藝。含醛類特別多，同時蒸餾過程中泡沫較多，也易產生積垢。根據這些特點，如果以糖蜜為原料生產高純度酒精或精餾乙醇，則蒸餾設備流程必須在醪塔與精餾塔中間增加一排醛塔，采用汽相或液相過塔的三塔式連續蒸餾流程。國內糖蜜生產醫藥酒精的工廠，為了保證成品質量，多采用雙塔式液相過塔蒸餾流程，蒸餾過程也要特別注意排醛、抽提醛酒及抽提雜醇油等操作。目前，糖蜜原料發酵生產酒精的方法已比較完善，效率也較高，國內外一些*工廠都已實現連續稀釋、連續發酵和連續蒸餾等過程，進行連續化和自動化生產酒精。
糖蜜酒精發酵的生產過程可分為以下四個工序來進行：①糖蜜發酵前處理；②酒母醪的制備；③稀糖液的發酵；④成熟醪的蒸餾與精餾。