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乙醇发酵
乙醇发酵是指在厌氧条件下，微生物通过糖酵解过程（又称EM途径）将葡萄糖转化为丙酮酸，丙酮酸进一步脱羧形成乙醛，乙醛最终被还原成乙醇的过程。乙醇发酵的主要代表菌为酵母菌，工业上主要用于酿酒和酒精生产。某些细菌，如运动发酵单胞菌也可以进行乙醇发酵。
基本介绍
- 中文名：乙醇发酵
- 外文名：Ethanol fermentation
- 原料：葡萄糖，
- 产物：乙醇
- 副产物：二氧化碳
- 原理：化学反应
- 使用生物：酵母菌
- 生活用途：酿酒
反应介绍
糖酵解途径又称EMP(Embden-Meyerhof Parnas)途径，过一系列步骤，降解成三碳化合物（即丙酮酸，2 CH3COCOOH）。在无氧状态下，丙酮酸可转化为乳酸或者乙醇。
酒精发酵的总体化学式为：
- C6H12O6+Zymase (酶)→ 2 C2H5OH + 2 CO2
第一段阶的二磷酸腺苷(ADP)转化成三磷酸腺苷(ATP)、2分子的NAD与NADH产生变换。谷氨酸代谢途径，它们能催化NADH和ATP，ADP与Pi结合形成ATP，此即葡萄糖的磷酸化过程， 磷酸果糖激酶是EMP途径的关键酶。
- C6H12O6+ 2 ADP + 2 H3PO4+ 2 NAD→ 2 CH3COCOOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 2 H
第二阶段发生的是糖的裂解，丙酮酸分解为乙醛和二氧化碳。
- CH3COCOOH → CH3CHO + CO2
第三阶段使用还原剂 NADH。经由巯基酶催化，可被碘乙酸 (ICH2COOH)不可逆地抑制。NAD+还原成 NADH。
- CH3CHO + NADH + H→ C2H5OH + NAD
乙醇发酵利用酵母菌进行厌氧代谢的过程。酵母菌在厌氧代谢中分解1mol葡萄糖，生成 2mol乙醇，乙醇发酵所需的原材料为糖质原料，它们均为农副产品，如糖蜜、穀类作物(玉米、小麦、大米等)由于酵母菌体内的澱粉酶，糖化酶活性不高故澱粉类原料必须经过水解，糖化过程分解成单糖，才能被利用发酵。要求发酵罐中氧压力不高于(6.67一13.3Kpa)，pH值3.0一6.0，反应温度2°C一35°C，转化成酒精的转化率可达90%一92%。
套用
麵包烘烤
酒精发酵的副产品——二氧化碳的形成导致麵包发起来。
酒精发酵导致麵包麵团发起。酵母微生物食用在生麵团中的糖，并产生乙醇和二氧化碳作为废弃产物。二氧化碳在生麵团中形成气泡，气泡扩大将麵团发起来，但几乎麵包中的所有乙醇都在进行烘烤生麵团时蒸发。
酒精饮料
所有酒精饮料（包括碳酸浸渍生产的乙醇）含有的乙醇都是使用通过酵母引起的酵的方法生产的。
- 葡萄酒是用葡萄中的天然糖分发酵；苹果酒是用苹果中的天然糖分发酵
- 蜂蜜酒是用蜂蜜中的天然糖分发酵
- 啤酒、威士忌(whiskey)、伏特加(vodka)是穀物中的澱粉被澱粉酶转化为糖，然后用糖发酵
- 米酒（包括日本清酒）是穀物中的澱粉被米曲菌转化为糖，然后用糖发酵
- 兰姆酒是用甘蔗中的天然糖分发酵
在所有的情况下，发酵必须发生在一个容器中，它允许二氧化碳逸出，但阻止外部空气从进来。这是因为暴露于氧气会阻止乙醇的生成，而二氧化碳的积累会造成容器将破裂或灾难性失败的危险，造成人身伤害和财产损失。