小麦粉清夜生产酒精工艺.docx
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小麦粉清夜生产酒精工艺
目录——————————————————————————————1
小麦淀粉酒精发酵工艺——————————————————————2
摘要——————————————————————————————2
关键词—————————————————————————————2
1.材料,试剂,药品和仪器———————————————————2
1.1材料——————————————————————————2
1.2试剂——————————————————————————2
1.3药品——————————————————————————3
1.4主要仪器————————————————————————3
2.实验方法与步骤———————————————————————3
2.1实验方法————————————————————————3
2.2实验工艺流程——————————————————————3
2.3具体实验步骤——————————————————————4
2.3.1拌料————————————————————————4
2.3.2蒸煮糊化——————————————————————4
2.3.3糖化————————————————————————4
2.3.4发酵————————————————————————4
3.分析项目与方法步骤—————————————————————6
3.1发酵液中还原糖含量的测定————————————————6
3.2发酵成熟醪液中酸度的测定————————————————7
3.3发酵成熟醪液中酒精度的测定———————————————7
4.实验结果与分析———————————————————————8
5.实验总结——————————————————————————11
6.心得体会——————————————————————————12
7.参考文献——————————————————————————12
小麦粉清夜酒精发酵工艺
摘要:
该实验通过四水平三因素正交实验,得到了再小麦淀粉酒精发酵过程中,添加不同接种量、不同液化酶和糖化酶量等条件下发酵的最优条件,酒精学名乙醇,是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,分子式:
C2H5OH,相对分子量为46。
酒精生产工业化始于十九世纪,至今已有百余年的历史。
在能源紧缺的今天,酒精将以新能源的角色来代替其他化学能源,缓和世界能源危机。
因此,掌握和改进酒精发酵的生产工艺是非常必要的。
酒精生产的方法有两种,即化学合成法和微生物发酵法,而工业生产以微生物发酵法为主,就是采用微生物——酵母菌在无氧条件下,将糖转化为乙醇的生产方式。
而影响酒精发酵的因素很多,其中的氮源和淀粉的糖化程度是对酒精发酵的影响至关重要的,因为氮源和还原性糖食酵母菌生长和繁殖的必要物质,直接酵母菌的生长质量和数量,从而影响了酒精发酵的出酒率和淀粉的利用率。
关键词:
小麦淀粉酒精发酵酵母菌还原性糖
1.材料试剂药品和仪器
1.1材料
⑴菌种:
酿酒酵母
⑵原料:
小麦面粉
⑶酶制剂:
α-淀粉酶(850u/g),糖化酶(30000u/g)
1.2试剂
⑴斐林试剂
甲液:
称取40g硫酸铜(CuSo4·5H2O),用水溶解并稀释至1000ml。
乙液:
称取200g酒石酸钾钠,150g氢氧化钠,用水溶解并稀释至1000ml。
⑵20%氢氧化钠溶液
称取200g氢氧化钠,用水溶解并稀释至1000ml。
⑶2%盐酸溶液
量取4.5毫升浓盐酸,用95.5毫升水稀释。
⑷1%次甲基蓝溶液
称取1g次甲基蓝,加水100毫升,加热溶解,储存于棕色瓶中。
⑸0.2%标准葡萄糖溶液
准确称取2g无水葡萄糖(预先在100—105℃烘干),用水溶解,加5ml浓盐酸,用水定容至1000ml。
⑹0.1%标准葡萄糖溶液
准确称取1g无水葡萄糖(预先在100—105℃烘干),用水溶解,加5ml浓盐酸,用水定容至1000ml。
1.3药品
硫酸铜磷酸二氢钾酵母膏氢氧化钠
酒石酸钾钠无水葡萄糖可溶性淀粉浓盐酸
次甲基蓝
1.4主要仪器
恒温水浴锅电子天平蒸馏装置酒精计
恒温培养箱高压灭菌锅电炉鼓风干燥箱温度计三角瓶铁架台烧杯
2.试验方法与聚
2.1实验方法:
将小麦粉按1:
4.0的料水比在一个容器中揉洗出淀粉,搅匀,在100℃水浴锅中糊化1h,放入水浴锅前加入α-淀粉酶(8u/g干面粉重量)而后在100℃灭菌锅中再液化90min,取出后冷至60℃,加入糖化酶(150g/g干面粉重量),水浴保温30min,在无菌条件下,按正交实验表,每瓶240ml的量将糖化液分装于灭过菌的500ml三角瓶中。
加入不等量的活化过的酵母,封装好后放入恒温箱中,进行发酵。
发酵完全后,测出酒精含量,计算淀粉利用率,找出最优条件。
2.2实验工艺流程
2.3具体实验步骤
2.3.1拌料
称取1kg面粉和4000ml水,在干锅内搅拌均匀,(由于每个三角瓶内需装240ml料液,即料水比为1:
4.0。
正交实验共需16份料液。
2.3.2蒸煮糖化
将搅拌好的料液,加入不等量的a-淀粉酶(6、8、10、12)在100℃水浴锅中糊化60min。
2.3.3糖化
将糊化好的料液温度降至60℃,加入不等量糖化酶(5、6、7、8)。
在水浴锅中保温30min。
取出后再分别加入酵母膏5g磷酸二氢钾3g,灭菌后备用。
2.3.4发酵
2.3.4.1具体步骤:
(1)原菌种:
将菌种在恒温水浴锅中30℃活化15min。
(2)大三角瓶培养:
将活化的菌种,在无菌条件下,整体接入大三角瓶(500ml)内,摇匀,封口。
放在恒温培养箱中进行培养,温度,24h:
28—30℃,48h:
32—34℃。
(3)称重:
每隔12h称一次瓶重,发酵48h后每隔2h称一次,记录每次的瓶重。
2.3.4.2设计正交实验表:
(1)三种因素:
α—淀粉酶量,糖化酶量,接种量。
三种因素的用量表如下:
因素
水平
A
a-淀粉酶(g)
B
糖化酶(g)
C
酵母菌(g)
1
6
5
0.5
2
8
6
1.0
3
10
7
1.5
4
12
8
2.0
(2)设计正交试验表格
因素(列号)
试验号
A
α-淀粉酶(g)
B
糖化酶(g)
C
酵母菌(g)
1
1
1
1
1
1
2
1
2
2
2
2
3
1
3
3
3
3
4
1
4
4
4
4
5
2
1
2
3
4
6
2
2
1
4
3
7
2
3
4
1
2
8
2
4
3
2
1
9
3
1
3
4
2
10
3
2
4
3
1
11
3
3
1
2
4
12
3
4
2
1
3
13
4
1
4
2
3
14
4
2
3
1
4
15
4
3
2
4
1
16
4
4
1
3
2
3.项目与方法步骤
3.1发酵液中还原糖含量的测定:
(1)裴林试剂的标定:
吸取裴林试剂甲、乙液各5ml,置入250ml三角瓶中,加100ml水,并从滴定管中加入约20ml0.1%标准葡萄糖溶液,(其量应控制在后滴定使消耗0.2%标准葡萄糖溶液在1ml以内)。
摇匀,置于电炉上加热至沸腾立即以4—5秒一滴的速度继续用0.1%标准葡萄糖溶液,滴定至蓝色消失,此滴定操作须在1min内完成,总耗糖量为v0ml
(2)定糖:
预备实验:
吸取裴林试剂甲、乙液各5ml置入250ml三角瓶中,准确加入酒样稀释溶液(吸取酒样10ml,用水定容至250ml,即将酒样稀释25倍)5ml,加水100ml,然后用滴定管加入少量0.1%葡萄糖标准溶液,摇匀,于电炉上加热,当沸腾开始产生第一个气泡时加入两滴1%的次甲基蓝指示剂,同时记下时间,保持微沸2min,继续用0.1%葡萄糖标准溶液滴至蓝色消失,记下总消耗0.1%葡萄糖标准溶液ml数(作为正式实验的参考)。
正式实验:
吸取裴林试剂甲、乙液各5ml置入250ml三角瓶中,准确加入酒样稀释溶液5ml,加水100ml,然后用滴定管加入少量0.1%葡萄糖标准溶液,摇匀,于电炉上加热,当沸腾开始产生第一个气泡时加入两滴1%的次甲基蓝指示剂,同时记下时间,保持微沸2min,继续用0.1%葡萄糖标准溶液滴至蓝色消失,记下总消耗0.1%葡萄糖标准溶液ml数V1。
(3)计算
还原糖
式中:
V0------裴林试剂标定值(ml)
V1------糖液正式实验消耗葡萄糖标准溶液的体积(ml)
C------标准葡萄糖溶液浓度(g/ml)
V------酒样体积(ml)
V2------酒样稀释液的定容体积(ml)
5------吸取酒样稀释液的体积(ml)
100------换算成100ml酒样中葡萄糖的含量
3.2发酵成熟醪液中酸度的测定:
(1)准确吸取酒样100ml于250ml的三角瓶中,加1%酚酞指示剂2滴,摇匀,用0.1mol/L氢氧化钠溶液滴至微红,30S不褪色即为终点。
(2)计算
酸度(以醋酸计g/L)=
式中:
C-----氢氧化钠溶液浓度(mol/L)
V-----滴定消耗氢氧化钠溶液体积(ml)
0.06-----醋酸摩尔质量(kg/mol)
100-----酒样体积(ml)
3.3发酵成熟醪液中酒精度的测定:
取100ml的发酵成熟醪和100ml的水,加入500ml的圆底烧瓶中,在电炉上蒸馏出100ml的馏分,搅拌均匀后轻轻的放入酒精计,待稳定后,以液面水平线为基准读取酒精度读数,同时测量温度,从“酒精度与温度校正表”求出该温度下的酒精度。
4.验结果与分析
正交实验的结果总结如下:
瓶号
空瓶重
(g)
发酵后重
(g)
湿重变化(g)
酸度
(g/l)
残还原糖
(g/100ml)
酒精度
实际酒精度
温度
20℃酒精度
1
441.5
421.0
20.5
1.92
12.05
9.0
20.0
9.0
2
428.5
408.8
19.7
1.49
14.15
9.5
19.5
9.6
3
395.5
375.0
20.5
1.08
8.30
9.5
21.0
9.3
4
461.5
442.0
19.5
1.90
10.40
9.0
19.5
9.1
5
473.0
453.0
20.0
1.42
11.45
8.0
17.0
8.5
6
486.5
467.5
19.0
2.14
12.15
9.0
20.5
8.9
7
463.5
441.1
22.4
1.60
9.70
8.5
20.0
8.5
8
445.0
426.5
18.5
0.98
10.40
8.0
20.0
8.0
9
468.5
449.0
19.5
1.78
10.60
9.0
18.5
9.275
10
477.5
457.1
20.4
1.56
9.35
9.5
18.0
9.875
11
450.0
439.1
10.9
1.14
11.45
9.0
21.0
8.8
12
457.0
437.1
19.9
1.45
9.85
8.0
19
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