目前臺灣省菸酒公賣局高粱酒製造方法乃採用開放式自然釀造法,是一種典型混合式 的固能醱酵(圖一)。 由於固態基質在高粱酒釀造迥程中具有不流動性(immobility),故其醱酵的反應效 率較差。影響醱酵之主要因素有菌種特性、醱酵基質特性與培養環境;如水份、溫度 、二氧化碳分壓、氧氣分壓、水活性(water activity)及最大容水量(water hold ing capacity)(1)等。其中以溫度變化對菌體生長的影響最為顯著。高粱酒醪之 固弋醱酵中微生物量受二氧化碳分壓和氧氣分壓之影響已有前人提出相關動力學之探 討(2)。基質飽和常數(substrate saturatcd constant)、基質最大反應速率( maximum reaction rate) 及基質抑制作用常數( substrate inhibition constant ),皆可能會影響醱酵動力學。酒精之起始濃度產生的抑制作用亦可視為一個動力學 的參數。酒精濃度過高可使微生物量的生長減少百分之五十之多(3),可見產物濃 度對醱酵反應影響很大。 本文之目的是提出一個溫度與微生物量的相關動力學模式來描述高粱酒醪固態醱酵中 微生物生長情形。高粱酒醪固態醱酵之過程雖為開放式醱酵,但大部份菌體為絲狀菌 (Mold)和酵母菌(Yeast ),其它雜菌所佔比例很少,在模式推導過程中將予以忽 略。由於在固態醱酵期間,任何操作條件的改變都可能改變到熱傳導效應,且酵母之 酒精生產為厭氧醱酵,攪動酒醪會有不良影響。因此在測量醱酵溫度時完全不做採樣 或任何擾動,儘可能與現場操作條件一致。實驗中以第一次蒸餾從翻堆後至醱酵結束 之期間內作為研究對象。高粱酒醪及醱酵榴之物性見表一。 有關固態醱酵動力學研究,文獻中相當缺乏(9-11),本文對菌體生長與死亡的 動力學模式推導是一新的嚐試,主要目的在提出一個探討固態醱酵動力學方程式的途 徑和方向。
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