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酒精發酵
圖片來自優酷

是在無氧條件下,微生物(如酵母菌)分解葡萄糖等有機物,產生酒精、二氧化碳等不徹底氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。在高等植物中,存在酒精發酵乳酸發酵,並習慣稱之為無氧呼吸.

機理

酒精的發酵過程中,酵母菌進行的是屬於厭氣性發酵,進行着無氧呼吸,發生了複雜的生化反應。從發酵工藝來講,既有發酵醪中的澱粉糊精糖化酶作用,水解生成糖類物質的反應;又有發酵醪中的蛋白質在蛋白酶的作用下,水解生成小分子的蛋白腖、肽和各種氨基酸的反應。這些水解產物,一部分被酵母細胞吸收合成菌體,另一部分則發酵生成了酒精和二氧化碳,還要產生副產物雜醇油、甘油等 。[1]

詳細釋義

生物進行的一種無氧糖酵解,從糖或多糖生成乙醇和二氧化碳,如下式:

C6H12O6——2CH3CH2OH+2CO2

酒精發酵過程如下

C6H12O6 + 2NAD+ + 2pi —— 2C3H6O3 + 2NADH + 2H+ +2H2O

2C3H6O3 + 2NADH + 2H+ —— 2CH3CH2OH + 2CO2 + 2NAD+

它和乳酸發酵同是具有代表性的發酵。微生物尤其是野生型微生物皆可進行這種發酵,在植物界相當普遍。進行這種發酵的最具特徵的生物是釀酒酵母。把這種反應歸於酵母作用的是巴斯德(L.Pasteus,1857—1858)。此後,E.Buchner(1897)用酵母壓榨液實現了無細胞發酵,並對其酶系——酒化酶進行了分析。至1940年前後,糖的磷酸酯化、反應途徑以及各階段的反應,還有與這些相關的許多酶、輔助因子等幾乎都已明確。

反應要點

其反應的要點是:糖質變成磷酸酯,分割為2分子的丙糖磷酸,與其氧化相關連,生成2個ATP而產生丙酮酸,放出二氧化碳後轉化為乙醛,依靠補償以上氧化的還原,以產生酒精而告完成。根據上式放出的約50卡的自由能釋放出來,可產生4個ATP,其中2個ATP被用於第一步的糖的磷酸化,因此1mol葡萄糖酒精發酵產生2molATP。酒精發酵的檢測,通常是通過測壓計、發酵管等對放出的二氧化碳的測定,或是利用蒸氣蒸餾收集的酒精定量進行的。

測定方法

酒精體積

取一清潔的100ml容量瓶,用被測試樣盪洗2_3次。然後注滿至近刻度,將容量瓶置於

20℃水浴中20~30min,用20℃試樣補足至刻度。將試樣移入500ml蒸餾瓶,用50ml冷水分3次沖洗容量瓶,洗液一併移入蒸餾燒瓶。將燒瓶接入蒸餾裝置。用裝試樣的原容量瓶作為接受器進行蒸餾。為防止酒精揮發,在氣溫較高時蒸餾,應將容量瓶浸入冰水浴中,並使應接管出口伸入容量瓶的球部。

當蒸餾液體積達到容量的95~98%時停止蒸餾。用少許水洗滌應接管的頭端,洗液併入容量瓶。塞好容量瓶,搖勻。如在刻度以上瓶頸沾有液滴,小心用少許水洗下。置容量瓶於 20℃水浴中30min,並用清潔的毛細滴管瓶加同樣溫度的水至刻度,再次搖勻。用比重瓶測定蒸餾液20℃的比重。由附錄查得試樣以體積百分比表示得酒精含量。

當對分析結果僅要求達到一位小數得準確度的時候,可將蒸餾液用酒精計直接測定。

酒精重量

稱取 100.00g試樣於500ml蒸餾瓶中,加入50ml水,按操作一 進行蒸餾蒸餾液用一已稱重的100ml容量瓶作為接受器,瓶內預先加入5ml 水,並將冷凝器 應接管出口插入水中。當蒸餾液達到96ml左右時停止蒸餾,用清潔得毛細滴管或洗瓶加水至蒸餾重量為100.0g,搖勻。用比重瓶測定蒸餾液的比重。由表查試樣以重量百分數表示的酒精含量。

說明

蒸餾過程中乙醇蒸汽的逃逸,會嚴重影響測定結果的準確性。因此蒸餾前必須仔細檢查儀器各連接處是否嚴密。若蒸餾中出現漏氣,必須重新測定。

蒸餾時,應先小火加熱,待溶液沸騰後再慢慢用大火焰。對於易產生泡沫的酒樣加少量消泡劑。但是加過消泡劑的試樣蒸餾殘液,不能用來作浸出物的測定。

葡萄酒和啤酒試樣的揮發酸過高時,會使測定結果引入較大誤差。應根據總酸測定結果,用氫氧化鈉準確液中和後,再進行蒸餾。對於有高含量二氧化碳的含量 。

應用

酒精發酵在酒精工業、釀酒工業和食品工業中都有大量應用。葡萄酒果酒啤酒等都是利用酒精發酵製成的產品。在蔬菜醃製過程中也存在着酒精發酵,不過酒精產量較低,為0.5%~0.7%,這對蔬菜醃製過程中的主要發酵過程——乳酸發酵影響不大,反而還起到了增香作用 [2]

參考文獻