微生物的液態(tài)發(fā)酵-乙醇的生產(chǎn)過程及淀粉轉(zhuǎn)化率實(shí)驗(yàn)

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告微生物的液態(tài)發(fā)酵——乙醇的生產(chǎn)過程及淀粉轉(zhuǎn)化率實(shí)驗(yàn)姓班學(xué)名：××級(jí)：生物技術(shù)號(hào)：××指導(dǎo)老師：××微生物的液態(tài)發(fā)酵——乙醇的生產(chǎn)過程及淀粉轉(zhuǎn)化率實(shí)驗(yàn)××（長春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)）【摘要】水稻是我國第一大糧食作物，水稻淀粉含量豐富，完全可以作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)酒精的原料。采用免蒸煮生料大米生產(chǎn)食用酒精生產(chǎn)方法，簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)約了燃料，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度且降低了操作難度，提高了酒精得率。生料釀酒就是微生物利用生淀粉直接進(jìn)行生長、繁殖及代謝的過程，直接將大米加曲加水糖化發(fā)酵，蒸餾而成。【關(guān)鍵詞】大米；發(fā)酵；生料釀酒；糖化發(fā)酵；蒸餾WinemakingTechnology××(TechnologyofBiologicalLifeScienceCollegeofChangchunNormalUniversity)[Abstract]RiceisthemajorfoodcropinChina,Thestarchcontentofriceisrich,Itcanbeusedasrawmaterialtoproducehighqualityalcohol,Withuncookedrawriceproductionofediblealcoholproductionmethod,itsimplifiestheprocess,savesfuel,reducesthelaborintensityandreducetheoperationdifficultyandimprovesthealcoholyield.Thericewithcurvedwatersaccharificationandfermentation,finallydistilledfromwine.[Keywords]Rice;fermentation;brewing;saccharificationfermentation;distillation前言：可用于生料釀酒的原料多種多用，如大米，玉米，高粱，小麥，粉渣，青稞，小米，薯干均可。原料不同，工藝也不相同。本文主要探討以大米為主要原料的生產(chǎn)工藝。大米發(fā)酵生產(chǎn)酒精的原理是利用大米中富含的淀粉，通過各種酶的作用，將淀粉分解為可發(fā)酵性糖，然后經(jīng)過酒母的發(fā)酵作用，將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為酒精。大米的淀粉含量要比其它原料高，發(fā)酵容易，出酒率高，是生料釀酒的最佳原料。1.材料與方法1.1菌種和酶制劑酵母菌種糖化酶細(xì)菌④霉菌1.2原料大米1.3實(shí)驗(yàn)器材酒缸、培養(yǎng)箱、蒸餾裝置、分光光度計(jì)。1.4溶劑水2.生料釀酒工藝原料→水→酒曲→攪拌→封口→發(fā)酵→蒸餾→成品3.操作步驟3.1用品的秤取用電子秤稱取8斤大米，20斤水，24g酒曲（2種）3.2操作步驟（1）將稱好的24g酒曲拌入8斤大米中，充分?jǐn)嚢?。將拌好的大米放入酒缸中，將稱取好的水加入酒缸中，充分?jǐn)嚢瑁忾]進(jìn)行發(fā)酵。（2）定時(shí)攪拌發(fā)酵前期每天攪拌一次，使發(fā)酵瓶底部的原料與糖化，發(fā)酵劑充分接觸，均勻徹底發(fā)酵，使所有淀粉能充分利用。發(fā)酵中期，攪拌醪液時(shí)一定要注意封閉隔氧。攪棒要清洗干凈，以免發(fā)酵液染菌，生酸較快，較大，影響出酒率。發(fā)酵后期，不宜頻繁攪拌，以減少酒精的揮發(fā)損失。（3）發(fā)酵控制在25℃左右為宜。4.發(fā)酵液的成熟檢查4.1感官檢測(cè)：（1）醪液由渾濁變清，發(fā)酵終止醪液呈淡茶色，整個(gè)發(fā)酵醪液無氣泡現(xiàn)象。（2）有酒香味（3）微酸不甜4.2米粒狀態(tài)變化（1）由原來變膨脹（2）有膨脹變斷裂（3）最后變碎粒，有些漂浮起來，有些沉在缸底。5.蒸餾在老師幫助與指導(dǎo)下，安裝好蒸餾裝置，按照要求進(jìn)行蒸餾。剛開始蒸餾得到的白酒不要，倒掉，接下來蒸餾的白酒進(jìn)行收取，直到?jīng)]有酒流出，最后得到釀制的白酒。然后測(cè)一下酒精的濃度，作好記錄。6.酒糟中得生理指標(biāo)測(cè)定6.1固體酒糟的烘干將用到的酒槽及所用到的器具用自來水洗刷干凈，然后倒扣自然晾干，做好準(zhǔn)備，以備用。6.2樣品預(yù)處理樣品經(jīng)自來水洗凈晾干后，去皮，切成小粒，用乳缽搗碎、勻漿，用百分之一天平稱取5g置于250ml錐形瓶中，加入150ml85％的乙醇，超聲振蕩15min。樣液經(jīng)定量濾紙過濾，并用85%乙醇淋洗至濾液透明為止，棄去濾液，將濾紙上殘?jiān)D(zhuǎn)入250ml三角瓶中，加入100ml水和30ml6mol／LHCl，置沸水浴中水解2h。用碘-碘化鉀溶液檢查水解液是否水解完全，用6mol／LNaOH調(diào)pH7.0后，過濾于250ml容量瓶中，并用水淋洗殘?jiān)?，最后加水將濾液定容到250ml，作為待測(cè)液。6.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備于6支25ml比色管中，分別準(zhǔn)確加入0、1.00、2.00、3.00、4.00、6.00ml的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液（相當(dāng)于0，0.50，1.00，1.50，2.00和3.00mg葡萄糖），各加3.50mlDNS顯色劑，加水至10ml，混勻后，置于沸水浴中5min后，取出流水冷卻，再加水定容至25ml刻度，混勻。以空白管溶液調(diào)零，在520nm波長下測(cè)定各管吸光度值。以葡萄糖含量（mg）對(duì)吸光度值作標(biāo)準(zhǔn)曲線或進(jìn)行線性回歸。6.4樣液測(cè)定取0.50ml待測(cè)液按標(biāo)準(zhǔn)曲線制備方法測(cè)定，根據(jù)樣品吸光度值查標(biāo)準(zhǔn)曲線或由回歸方程求出所取試液中葡萄糖含量（mg）。按下式計(jì)算甘薯鮮樣中淀粉多糖含量（%）。甘薯鮮樣中淀粉多糖含量（%）=試液中葡萄糖含量（mg）×250×100樣品量（g）×0.50×1000×0.9。6.5顯色反應(yīng)時(shí)間在其他條件相同時(shí)，試驗(yàn)了不同水浴時(shí)間對(duì)顯色液吸光度值的影響。實(shí)驗(yàn)表明，沸水浴時(shí)間在5min內(nèi)時(shí)，顯色液吸光度值隨水浴時(shí)間延長而迅速增加，而在5min時(shí)達(dá)最大值，其后吸光度值趨于穩(wěn)定。所以選擇沸水浴時(shí)間5min。6.6標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照試驗(yàn)取淀粉標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液，同葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，得二者斜率之比為0.89，說明按本法葡萄糖與淀粉的轉(zhuǎn)化率為0.89，與理論值0.90接近，因此，可以選用葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)代替淀粉標(biāo)準(zhǔn)制作標(biāo)準(zhǔn)系列。6.7淀粉轉(zhuǎn)化1準(zhǔn)確稱取烘干磨碎的丟糟樣品Zomg,稱取六份.無損失地倒入干燥的大試管中,加入25ml2%鹽酸溶液,用玻璃塞蓋好,將大試管浸入沸水浴中加熱,并不斷搖動(dòng),經(jīng)5一2.0小時(shí)后,取其中一個(gè)試管的固體顆粒置于自瓷比色板中‘加2滴碘一碘化鉀試劑,檢查淀粉水解是否完全,如固體顆粒不顯藍(lán)紫色,說明水解已完全.如水解不完全,再繼續(xù)置于沸水浴中加熱0.5小時(shí),并再行檢查,直至水解完全為止。轉(zhuǎn)移和沉淀蛋白質(zhì):樣品冷卻后,將試管中的水解液全部轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶中,并用蒸餾水沖冼試管3一4次,加一滴甲基紅指示劑,用10%氫氧化鈉溶液將溶液中和至微堿性(用滴管加到溶液由紅變淡黃),再慢慢加入smls%硫酸鋅溶液及sml0.3mol幾氫氧化鋇溶液沉淀蛋白質(zhì),振蕩后靜置,直至溶液上層出現(xiàn)澄清溶液,再加兒滴03mof幾氫氧化鋇溶液直至無白色沉淀出現(xiàn)為止,然后加水至容量瓶刻度定容,混勻放置過夜。用吸量管吸取上層清液sml放入50ml容量瓶中,加水稀釋到刻度。2準(zhǔn)確稱取2-5g磨碎、過40目篩的樣品，置于放有慢速濾紙的漏斗中，用30mL乙醚分三次洗去樣品中的脂肪，棄去乙醚。再用乙醇溶液約150mL分?jǐn)?shù)次洗滌殘?jiān)?，以除去可溶性糖類。濾干乙醇后用100mL水將殘?jiān)D(zhuǎn)入250mL錐形瓶中，加入鹽酸(1+1)30mL，連接好冷凝管，置沸水浴中回流2h。回流完畢后，立即置流動(dòng)水中冷卻至室溫，加入2滴甲基紅指示劑，將水解液調(diào)至近中性(先用40%NaOH當(dāng)天觀察到的現(xiàn)象米粒黏性強(qiáng)。瓶子中的米飯被壓實(shí)后，與瓶內(nèi)壁緊貼。1.玻璃瓶的上部出現(xiàn)水珠玻璃瓶與瓶蓋的縫隙間聞到微微的帶有酸酸的氣味。2.米粒含有水分較柔軟。將瓶子倒轉(zhuǎn)時(shí)，米飯與瓶底慢慢分開，表明黏性比起昨天減弱并有極少量的液體。下層約1cm的米粒比上面的米粒濕潤。3.左右搖晃瓶子，發(fā)現(xiàn)瓶內(nèi)壁米飯之間有輕微的縫隙。1.米飯4/5的部分被酒浸泡，米粒呈奶白色。1/5的部分沒有被酒浸泡顯得比較干燥，米粒白中帶有微黃。2.打開瓶蓋時(shí)聞到濃厚的酸酸的酒味。酒呈白色渾濁，約43mL。米粒和酒都是甜中帶有一股酸味。3.米飯4/5的部分的米粒非常柔軟，如同白粥的米粒一樣。有非常濃厚純正的酒味，米飯非常柔軟，能夠塑造輕易任何形狀。1.被酒浸泡的米飯之間有時(shí)會(huì)冒出氣泡，說明米飯內(nèi)部的間隔正減少。2.用干凈的筷子刮開米飯的表面，發(fā)現(xiàn)米飯已經(jīng)形成一個(gè)比較結(jié)實(shí)的飯團(tuán)。1.米飯團(tuán)微黃，酒和米飯團(tuán)之間有許多小氣泡。2.今天釀出來的酒比起前兩天都有明顯的下降，表明大米的發(fā)酵差不多完成。6543213.3832.9292.1061.1950.34703.2942.8662.0761.1760.33003.3672.8942.0841.1890.3450液體糟3.2833.389淀粉轉(zhuǎn)化8.結(jié)果分析與討論8.1實(shí)驗(yàn)總結(jié)本實(shí)驗(yàn)的最終目的是將大米直接加曲，加水糖化發(fā)酵、蒸餾而成，其特點(diǎn)是采用生原料，不經(jīng)蒸煮糊化，不需配槽，整個(gè)發(fā)酵過程是在液態(tài)中進(jìn)行此法具有投資省，操作簡(jiǎn)便，清潔衛(wèi)生，出酒率高的特點(diǎn)，效益明顯。在釀酒過程中，我們組用了兩種酒曲，一組是自己制備的菌種，另一組是用的糖化酶和酵母。很明顯自己制備的菌種發(fā)酵能力不足，可能由于菌株篩選的不是很好。最終經(jīng)過發(fā)酵蒸餾酒后，測(cè)量