酒精发酵大实验2013年学生版.doc

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1、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

2、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

3、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)蒸煮醪的冷却冷却的目的是为糖化酶提供酶解的合适温度。蒸煮醪冷却到60℃后很粘稠，低于55℃时，则变成凝胶体，不能与糖化剂混合。如果长时间缓慢冷却，则重新形成结晶体，此现象称之为“蒸煮醪老化”以至在糖化过程中，不再受糖化酶作用。为此，应急速冷却至62℃左右，并立即与糖化剂作用，以保证糖化醪的质量。(四)淀粉的糖化淀粉原料经过高温高压蒸煮后，淀粉糊化成溶解状态，必须在冷却后的蒸煮醪中加入一定量的糖化剂，利用糖化剂中的淀粉酶使溶解状态的淀粉转化成能被酵母菌利用的可发酵性糖，这一由淀粉转化为可发酵性糖的过程，叫做“糖化”。糖化后的

4、蒸煮醪称为糖化醪。(五)糖化醪的冷却冷却到26-28℃后，立即使用。二酒母的制备(一)传统酒母的制备方法1酒母用糖化醪的准备同糖化醪的制备略作改变，料水比1：5；加糖化酶量为生产用糖化量的1.5倍，糖化时间2-3h，糖化结束后，调pH4.5-5.5后（0.05-0.1%的硫酸溶液），升温至85-90℃7，消毒15-30分钟。冷却至27-30℃。操作：在糖化过程中，用稀碘液检查糖化的程度（蓝色：30个以上的葡萄糖链；紫色：30-20个葡萄糖的链；红色：20-13葡萄糖的链；无色：7个以下的葡萄糖链）。检测：要求还原糖的含量达8%以上。注意：由于是分批实验，酒母用糖化醪制备好后，应当分装备用。2

5、酒母的培养在制备好的酒母用糖化醪中接种活性干酵母，加入量为每ml糖化醪100万（每克活性干酵母约140亿酵母）。28正负1℃，摇瓶培养8-12h。指标：（1）酒母耗糖率：35-40%为宜。耗糖率=（接种前糖度-成熟时糖度）/接种前糖度×100（2）酵母数：0.8-1亿/ml（血球计数法计数）。（3）出芽率：20-30%（镜检视野下计算）。（4）死亡率：1%以下（美蓝染色）。（5）酒精度：3-4%（蒸馏测定）。(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

6、即为发酵用酒母。（每班250ml活化液）三酒精发酵(一)前发酵酵母菌利用培养基中的溶解氧以及培养基成分繁殖，增加个体数量，同时产生少量酒精分。酵母菌的用量一般为原料量的0.1-0.15%的普通活性干酵母(优质活性干酵母，细胞含量超过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)主发酵酵母细胞数已达1亿左右/ml。这时，醪液中的溶解氧基本消耗完毕，酵母便以无氧酵解的形式，将糖分转化为酒精和二氧化碳。这个阶段，酵母菌发酵产生大量的热量，应控制温度32-34℃，发酵时间约12h。

7、(三)后发酵残存的淀粉和糊精继续被糖化剂糖化生成葡萄糖，但量少并非常缓慢。控制温度30-32℃，约40h。整个发酵约60-72h。(四)放罐蒸馏(五)生产核算计算淀粉出酒率。原料利用率=酒精总量÷原料重量注：酒精总量按96%（v/v）计。第二部分发酵条件的优化7(一)实验内容：酵母浓度、温度、pH值、溶解氧浓度对酒精发酵的影响。(二)材料与方法1实验材料菌种，安琪耐高温酒精活性干酵母市售玉米粉糖化酶、菲林氏液