酒精发酵大实验2013年学生版.docVIP

酒精发酵大实验 实验目的：1通过酒精发酵的实验，了解酒精生产的工艺过程；2加深温度、溶氧、pH等发酵因素对酒精产量的影响，进一步明白发酵参数对发酵的重要影响；3 发酵工艺的控制的参数来自于多次实验后的优化。 实验内容：通过四组不同工艺参数的设计，发酵所得酒精的收率的差异以及相关指标的检测，总结出酒精发酵的最佳工艺参数，并进行总结讨论。 第一部分 酒精生产的基本流程 一 糖化醪的制备 (一)原料的选择 凡是淀粉原料均可以用来生产酒精，考虑原料成本，生产上多用薯类为原料，其中以木薯淀粉含量高，产量也很高。其次是谷类原料，以用玉米原料居多。本实验采用玉米为实验材料。 (二)原料的蒸煮 目的：1在原料吸水后借助于高温高压的作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，亦即破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，这一过程叫糊化，原料经糊化后，再通过糖化剂作用即可变成可发酵性糖，为酒精发酵所利用。2 借助于高温高压的作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程不受原料中的杂菌污染，正常进行酒精发酵。 步骤一 淀粉原料的膨化与预煮 淀粉是亲水性胶体，吸水后能发生膨化现象，工艺上称为淀粉的膨化。产生膨化现象的原因是由于水分子渗入到淀粉颗粒的内部，使淀粉的巨大分子链扩张，因而体积增大，粘度增加。 步骤二 淀粉的糊化（蒸煮） 已经预煮好的淀粉料浆进入蒸煮锅后，在高温高压下，植物组织和细胞壁破裂，使淀粉完全释放出来，称之为糊化。糊化后的料浆称为糊化醪，又叫蒸煮醪。 (三) (四)(二) 目前制作酒母的方法 称取活性酒精干酵母，按干酵母与活化液（葡萄糖液浓度3%，蛋白胨1%）1:25的比例将其复水活化，复水条件为水温度35℃，复水时间15分钟，然后在30℃活化1小时后即为发酵用酒母。（每班250ml活化液） 三 酒精发酵 (一)200亿cfu/g，含水量小于6%的活性干酵母被称为高活性干酵母。普通的130亿cfu/g)。糖化醪的温度26-28℃。前发酵温度低于30℃，发酵时间约10h。 (二)(三)(四) 蒸馏 (五) 生产核算 计算淀粉出酒率。 利用率=酒精总量÷原料酒精总量96%（v/v）计。 第二部分 发酵条件的优化 (一)实验内容：酵母浓度、温度、pH值、溶解氧对酒精发酵的影响。 ()材料与方法 实验材料 菌种，安琪耐高温酒精活性干酵母 市售玉米粉菲林氏液、培养箱，摇床，ml量筒、500ml量杯、可调电炉、酒精计、温度计、糖度计， ml三角瓶ml三角瓶，水浴锅，电炉，玻棒（竹筷代替）、250ml容量瓶等。 实验方法 —预煮 称取4000g玉米粉，按照1：5的比例加入40℃的热水 (先以0.5MH2SO4将水调pH至糖化时的要求4.0-4.5，并在蒸煮锅内预热到40℃后，停止加热)（实际生产料水比为1：2.5-3.0），搅拌并维持20分钟，使淀粉充分吸胀（吸水阶段）。随后，升温至70-75℃，搅拌并维持20分钟。 B糊化阶段--蒸煮醪 在70-75℃维持20min后，加热至沸腾并搅拌维持10分钟。 C 冷却 将蒸煮醪冷却至62℃为冷却醪(在蒸煮锅内自冷却)。 D 液化糖化—糖化醪 煮醪冷却至62℃后，加入糖化酶，边搅拌边糖化。糖化时间40分钟，温度不低于58℃(点动加热维持)。控制糖化率控制在47-56%。为加快糖化进程，加大糖化酶使用量到20000IU/克玉米粉。 注：糖化完全约需56h，糖化分前糖化和后糖化两个阶段。 E糖化醪的冷却 将糖化醪在蒸煮锅内搅拌冷却至26-28℃。 F 发酵 将冷却后的糖化醪先用1M的氢氧化钠调至pH4.5-5.5，按照下述设计方案进行，优选发酵方案。 3 工艺参数的优化 3.1 酵母浓度对发酵的影响（第1大组） 实验设计1 正常（0.8-1.0亿/ml）；2 . 2-2.5亿/ml；3 0.3-0.5亿/ml。 仪器：培养箱。 实验小组： 第1小组，正常工艺操作下的实验发酵）， 第2小组（酵母数加倍组），在接种酵母后，正常工艺操作下的实验—糖化后不再调整）。取1个发酵），正常工艺操作下的实验—糖化后不再调整）。取1个发酵），发酵），发酵），发酵），发酵），发酵），发酵），））πr2公式，计算出视野面积。 （3）不断变化视野，共观察10个视野，计数每一视野中的酵母个数。以下公式计算每ml 菌液中的含菌量。 原菌液菌数（个/.ml）= 1cm2/1个视野的面积×视野中的平均菌数×100×稀释倍数 2 出芽率及死亡率的检测 摇动酒母液使其混合均匀，并用无菌水稀释到适当倍数，用无菌移液管或滴管取少量酒母液于载玻片上，加1滴0.05%美蓝溶液，盖片，镜检10个视野，求平均。 3 酒精含量的检测 取100ml酒母液于500ml蒸馏烧瓶中，加100ml自来水，接上冷凝器，缓火蒸