複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

乙醇發酵

鎖定
乙醇發酵是指在厭氧條件下,微生物通過糖酵解過程(又稱EMP途徑)將葡萄糖轉化為丙酮酸,丙酮酸進一步脱羧形成乙醛,乙醛最終被還原成乙醇的過程。乙醇發酵的主要代表菌為酵母菌,工業上主要用於釀酒和酒精生產。某些細菌,如運動發酵單胞菌也可以進行乙醇發酵。 [1] 
中文名
乙醇發酵
外文名
Ethanol fermentation
原    料
葡萄糖,
產    物
乙醇
副產物
二氧化碳
原    理
化學反應
使用生物
酵母菌
生活用途
釀酒

乙醇發酵反應介紹

糖酵解途徑又稱EMP(Embden-Meyerhof Parnas)途徑,過一系列步驟,降解成三碳化合物(即丙酮酸,2 CH3COCOOH)。在無氧狀態下,丙酮酸可轉化為乳酸或者乙醇
酒精發酵的總體化學式為:
  • C6H12O6+Zymase (酶)→ 2 C2H5OH + 2 CO2
第一段階的二磷酸腺苷(ADP)轉化成三磷酸腺苷(ATP)、2分子的NADNADH產生變換。穀氨酸代謝途徑,它們能催化NADH和ATP,ADP與Pi結合形成ATP,此即葡萄糖的磷酸化過程, 磷酸果糖激酶是EMP途徑的關鍵酶
  • C6H12O6+ 2 ADP + 2 H3PO4+ 2 NAD→ 2 CH3COCOOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 2 H
第二階段發生的是糖的裂解,丙酮酸分解為乙醛二氧化碳
  • CH3COCOOH → CH3CHO + CO2
第三階段使用還原劑 NADH。經由巰基酶催化,可被碘乙酸 (ICH2COOH)不可逆地抑制。NAD+還原成 NADH。
  • CH3CHO + NADH + H→ C2H5OH + NAD
乙醇發酵 [2]  利用酵母菌進行厭氧代謝的過程。酵母菌在厭氧代謝中分解1mol葡萄糖,生成 2mol乙醇,乙醇發酵所需的原材料為糖質原料,它們均為農副產品,如糖蜜穀類作物(玉米、小麥、大米等)由於酵母菌體內的澱粉酶糖化酶活性不高故澱粉類原料必須經過水解,糖化過程分解成單糖,才能被利用發酵。要求發酵罐中氧壓力不高於(6.67一13.3Kpa),pH值3.0一6.0,反應温度2°C一35°C,轉化成酒精的轉化率可達90%一92%。

乙醇發酵應用

乙醇發酵麪包烘烤

酒精發酵的副產品——二氧化碳的形成導致麪包發起來。
酒精發酵導致麪包麪糰發起。酵母微生物食用在生麪糰中的糖,併產生乙醇和二氧化碳作為廢棄產物。二氧化碳在生麪糰中形成氣泡,氣泡擴大將麪糰發起來,但幾乎麪包中的所有乙醇都在進行烘烤生麪糰時蒸發。

乙醇發酵酒精飲料

所有酒精飲料(包括碳酸浸漬生產的乙醇)含有的乙醇都是使用通過酵母引起的酵的方法生產的。
  • 葡萄酒是用葡萄中的天然糖分發酵;蘋果酒是用蘋果中的天然糖分發酵
  • 蜂蜜酒是用蜂蜜中的天然糖分發酵
  • 啤酒、威士忌(whiskey)、伏特加(vodka)是穀物中的澱粉被澱粉酶轉化為糖,然後用糖發酵
  • 穀物酒、白酒、米酒(包括紹興酒、日本清酒)是穀物中的澱粉被米麴菌轉化為糖,然後用糖發酵
  • 蘭姆酒是用甘蔗中的天然糖分發酵
在所有的情況下,發酵必須發生在一個容器中,它允許二氧化碳逸出,但阻止外部空氣從進來。這是因為暴露於氧氣會阻止乙醇的生成,而二氧化碳的積累會造成容器將破裂或災難性失敗的危險,造成人身傷害和財產損失
參考資料
  • 1.    沈顯生.生命科學概論:科學出版社,2007
  • 2.    化學化工大辭典