生料發酵
　　生料發酵起源于國(guó)外，最早應用(yòng)于釀酒工(gōng)業，以酒精(jīng)發酵為(wèi)切入點。中(zhōng)國(guó)在生料發酵研究方面雖然起步晚，但應用(yòng)早、發展快，到了20世紀90年代後期，僅生産(chǎn)白酒一項，年産(chǎn)量已達到30萬噸。

發展曆史
　　早在1944年，Balls等報道了小(xiǎo)麥、玉米和甘薯的生澱粉顆粒能(néng)被胰和米曲黴浸出液轉化成可(kě)發酵性的糖，指出生澱粉和糊化了的澱粉其酶解的差異隻是在水解的速率上。1981年，Seiuosuke ued等人報道了用(yòng)木(mù)薯制酒精(jīng)的試驗方法，将Asp．awamori NRRL 3122和Asp．niger菌種在麸皮上于30℃培養3 d制成澱粉酶，将粉碎的木(mù)薯漿和澱粉酶、酵母混合，在pH 3．5、30℃下發酵5 d，生木(mù)薯的酒精(jīng)産(chǎn)量是理(lǐ)論值的82% ～99%。在酒精(jīng)生産(chǎn)領域，由于生澱粉分(fēn)解酶活性低下，其用(yòng)酶和酵母量較大，生産(chǎn)成本較高而未形成工(gōng)業化生産(chǎn)，但許多(duō)探索性的基礎研究工(gōng)作(zuò)已取得了一定成果。

我國(guó)發展
　　20世紀80年代我國(guó)對生料釀酒的研究達到了高潮，并且随着酶工(gōng)程的發展，取得了實質(zhì)性進展。1983年，四川省食品工(gōng)業研究所就進行了生料發酵制酒精(jīng)的工(gōng)業化生産(chǎn)性試驗，但是由于生料發酵對糖化發酵劑的要求高、用(yòng)量大，而當時我國(guó)糖化酶的生産(chǎn)水平較低、價格較高、曲藥菌種單一，使得生料酒的口感與傳統法制得酒的口感相差甚遠(yuǎn)等問題限制了當時生料釀酒技(jì )術的發展。

應用(yòng)推廣
　　到了20世紀90年代後期，随着我國(guó)生物(wù)技(jì )術水平的不斷提高，使生料發酵有(yǒu)了新(xīn)的進步，技(jì )術逐漸成熟，并很(hěn)快在全國(guó)各地和其他(tā)行業迅速發展，僅生産(chǎn)白酒一項，年産(chǎn)量已達到30萬t，且生料釀酒技(jì )術已飄洋過海傳到越南、緬甸、泰國(guó)，甚至傳到了非洲的加納。

糖化機理(lǐ)
　　生澱粉常以顆粒狀态積蓄于植物(wù)的種子、塊莖、葉以及幹果等部位，是植物(wù)營養物(wù)質(zhì)的一種貯存形式。各種作(zuò)物(wù)的澱粉含量和特性，因其品種及氣候、土壤等條件變化而不同。生料發酵是指各種原料不經過蒸煮、糊化直接将生料澱粉進行糖化和發酵的過程。生澱粉顆粒的水解糖化，與澱粉酶水解糊化澱粉的酶解機理(lǐ)是相同的即都是從非還原性末端水解a一1，4糖苷鍵和a一1，6糖苷鍵，轉化為(wèi)葡萄糖，但由于兩種澱粉在水中(zhōng)的存在狀态不同，則它們的作(zuò)用(yòng)方式也不同。澱粉在加熱糊化後，其表面的水束層被破壞，使水分(fēn)子可(kě)以深入到澱粉分(fēn)子内部，澱粉分(fēn)子在水中(zhōng)呈松散狀态，酶很(hěn)容易接近澱粉分(fēn)子并切斷其糖苷鍵；而生澱粉在水中(zhōng)由于表面水束層的排阻作(zuò)用(yòng)，水分(fēn)子不能(néng)透過水束層進入澱粉分(fēn)子内部，澱粉分(fēn)子在水中(zhōng)由于疏水相互作(zuò)用(yòng)而呈相對緻密的結構，使得澱粉分(fēn)子與酶分(fēn)子較難接近。因此，酶是否能(néng)與生澱粉顆粒表面結合是水解生澱粉的關鍵，隻有(yǒu)能(néng)被生澱粉吸附的葡萄糖澱粉酶才具(jù)有(yǒu)水解生澱粉的能(néng)力 J。生澱粉糖化酶能(néng)否與生澱粉結合以及結合的程度，不僅取決于酶分(fēn)子本身氨基酸殘基的組成和順序，還與處于酶親和位點處的澱粉有(yǒu)關。葡萄糖澱粉酶因其來源活性不同對生澱粉的水解程度也不同。澱粉本身具(jù)有(yǒu)一定的吸附能(néng)力，其吸附能(néng)力的高低與澱粉的來源和存在的方式有(yǒu)關系，一般來說澱粉的含量越高越利于吸附和水解的進行。總之，生澱粉糖化酶的水解過程是：吸附；形成酶一澱粉的複合體(tǐ)；複合體(tǐ)中(zhōng)澱粉表面的水束層被破壞，水分(fēn)子進入澱粉分(fēn)子内部在酶的作(zuò)用(yòng)下水解糖苷鍵。

行業應用(yòng)
制醋
　　生料制醋法是20世紀70年代研制發展出來的新(xīn)工(gōng)藝，最先在山(shān)西長(cháng)治市使用(yòng)，後來被北京、天津、黑龍江、東、河南、四川等地的釀醋行業所采用(yòng)。生料釀醋是生料發酵技(jì )術繼生料制白酒之後，又(yòu)一個進行工(gōng)業化的良好典範。朱名(míng)田等【12 J采用(yòng)生澱粉糖化菌36—1、生香酵母Y一1、酒精(jīng)酵母南陽1300米曲黴、滬釀3042等4種微生物(wù)進行多(duō)菌種混合發酵，取得了很(hěn)好的結果，其中(zhōng)澱粉利用(yòng)率提高到74%，降低了生産(chǎn)成本，解
　　決了生料醋的混濁及風味欠佳等問題。雷瑪莎等【l3J研究報道，生料固态發酵食醋中(zhōng)各種有(yǒu)機酸的生成分(fēn)為(wèi)三個階段，第一階段是酒化階段，此階段以乳酸菌作(zuò)用(yòng)為(wèi)主，産(chǎn)生大量的以乳酸為(wèi)主的不揮發性酸；第二階段是過渡階段，這個階段的特點是不揮發酸的産(chǎn)酸速率開始減慢，而揮發酸的産(chǎn)酸速率迅速提高；第三階段是醋酸發酵階段，此階段生成9O%-94%揮發酸。生料固态發酵食醋是以醋酸菌為(wèi)主，其他(tā)有(yǒu)益菌群共存的一個多(duō)菌種體(tǐ)系，生化反應複雜，同時伴随着酯化反應，因此産(chǎn)物(wù)多(duō)、風味醇厚、酸味柔和、酸甜适口、回昧綿長(cháng)。

飼料
　　馬鈴薯渣、木(mù)薯渣、稭稈等是工(gōng)農業生産(chǎn)的副産(chǎn)品，是一類數量龐大的生物(wù)資源。如果丢棄不僅浪費資源而且還造成環境污染，而直接用(yòng)來喂養動物(wù)其利用(yòng)率又(yòu)比較低下。因此，需要對其進行改造，提高其營養價值，從而提高其利用(yòng)價值。開發這類飼料資源，其技(jì )術關鍵就是要降低它們的粗纖維含量，提高蛋白質(zhì)含量。要達到上述目的，通常采用(yòng)的是微生物(wù)發酵工(gōng)藝技(jì )術，其主要原理(lǐ)是先通過微生物(wù)産(chǎn)生的纖維素酶分(fēn)解纖維素，然後以纖維素分(fēn)解産(chǎn)物(wù)為(wèi)碳源合成微生物(wù)細胞蛋白。趙萍等【14j采用(yòng)4因素正交試驗設計半固态發酵方法對馬鈴薯渣進行生料發酵、貯存試驗，并對發酵産(chǎn)物(wù)的蛋白質(zhì)含量進行了測定。經過多(duō)次正交優化試驗，最後得出最佳配方及生産(chǎn)工(gōng)藝，顯著地提高了飼料中(zhōng)蛋白質(zhì)的含量，并減少了常規發酵飼料生産(chǎn)中(zhōng)，蒸煮和烘幹的能(néng)量消耗，降低了生産(chǎn)成本，為(wèi)高蛋白飼料的生産(chǎn)提供了新(xīn)的方法。何達崇等Ll5J從腐爛木(mù)薯中(zhōng)分(fēn)離篩選出一株優良生澱粉酶産(chǎn)生菌，Rhizopus tonkinense(東京根黴)No．9212，并應用(yòng)于木(mù)薯澱粉生料發酵生産(chǎn)單細胞蛋白的試驗。結果發現Rhizopus tonkinense No．9212與Candia utilis(産(chǎn)朊假絲酵母)混合固體(tǐ)發酵生料木(mù)薯澱粉，可(kě)使其中(zhōng)的粗蛋白含量從3．8%提高到30。2%。王亞林等【l6]通過對滅菌發酵和生料發酵的比較，建立了稻草(cǎo)生料發酵工(gōng)藝，在土黴素作(zuò)發酵添加劑條件下，使稻草(cǎo)粗纖維含量降至15．4% ，蛋白質(zhì)含量提高到15．6%。由于生料發酵成本低、投資小(xiǎo)，該工(gōng)藝具(jù)有(yǒu)明顯的應用(yòng)價值。

優越性
　　生料發酵在釀酒和制醋上已得到廣泛應用(yòng)。生産(chǎn)實踐證明。生料釀酒與傳統的釀酒方法相比：能(néng)耗低，生料酒可(kě)節約能(néng)源50%；成本低，降低成本37%；改善勞動條件，降低勞動強度30%左右；出率高，能(néng)提高出酒率20%～30%，酒質(zhì)好。利用(yòng)生料發酵技(jì )術可(kě)以增強企業的競争力和生命力，增加糧食等農産(chǎn)品的附加值，推動農村的經濟發展。因此，值得國(guó)家大力推廣和采用(yòng)。要實現生料發酵的工(gōng)業化生産(chǎn)，關鍵在于獲得能(néng)使生澱粉有(yǒu)效水解的糖化酶。

展望
　　沒有(yǒu)一株較理(lǐ)想的能(néng)産(chǎn)高活力的生澱粉分(fēn)解酶的菌株，因此，産(chǎn)高活力生澱粉分(fēn)解酶菌種的選育仍是現階段生料發酵技(jì )術研究的重點。随着生物(wù)技(jì )術的發展，研究已進入到利用(yòng)基因技(jì )術構建高澱粉糖化酶表達菌種的階段[17廣203，從此高活力生澱粉分(fēn)解酶菌種的選育已駛入了快車(chē)道。