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、不产孢子、厌气性、部分微需氧或耐氧、最适温度3550，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、产孢子、厌气性、部分耐氧、最适温度3045、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3045，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、能运动和产生孢子、专性厌氧、最适温度3040，不耐酸，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3550、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3045、能耐1013%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、无芽孢、以周毛运动兼性厌氧、最适温度3035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、无孢子、好氧、最适温度3040，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，而部分生产厂家又采用低温液化工艺，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：7090，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%，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12-30min。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%时，酵母的生命活动受到影响%时，则全部被抑制。乳酸的抑制浓度为14%。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，%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，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pH。 2、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：糖化酶带来杂菌、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、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%。 2原因分析：糖化液或糖蜜原料已感染杂菌、发酵醪酒份低，小于%V/V、生产运行周期太长、发酵罐、酒母罐、没清理、发酵醪pH偏高、空气没有过滤、设备和管道有死角、水源污染带来、罐温过高，34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%。 2原因分析：糖化醪或糖蜜原料已感染杂菌、酒母感染杂菌、发酵醪酒份过低、生产运行周期太长发酵罐没有清理、设备和管道有死角灭菌不彻底、罐温过高：36以上、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%、升酸差高、残总糖和残还糖高。 2原因分析：发酵过程感染杂菌、主发酵温度过高36、酵母提前衰老、设备和管道有死角、工艺控制不当、成熟醪在罐内保留时间太长、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%，产生白膜或蔗饭。 2原因分析：糖蜜在贮运过程中感染杂菌、糖蜜受到明串珠菌的感染，产生葡聚糖、配料存放时间过长、pH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。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：空气加热法空气压缩加热杀菌、辐射杀菌法利用、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、静电除菌法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、过滤除菌法利用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：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、氧化作用使细胞内的某些物质氧化而使酶失去活性、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孢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：抑制蛋白质的合成抑制细菌细胞壁合成抗叶酸代谢影响胞浆膜的通透性。抗生素抑菌作用