糖化和发酵+(2)
发酵实验报告二、根霉曲糖化能力的测定
发酵工程学实验报告实验二根霉曲糖化能力的测定学院生命科学学院专业应用生物教育班级12应生A班姓名李顺昌学号124120218实验课程根霉曲的制备指导教师许波开课学期2014—2015学年下学期实验二根霉曲糖化能力的测定小组合作：是小组成员：李顺昌、李媛媛、方淑萍、周玉坤一、实验目的1.了解标准曲线的制作和使用方法2.掌握DNS（3,5-二硝基水杨酸）法测定糖化酶活力的基本原理和方法3.学会计算糖化酶的糖化DE二、实验设备与材料1.设备：天平、烧杯、三角瓶、水浴锅、离心机、722分光光度计等2.材料：根霉曲、柠檬酸缓冲液、DNS、0.1%葡萄糖溶液、1%淀粉溶液三、实验原理1.淀粉：由葡萄糖通过α-1,4糖苷键构成的直链淀粉和α-1,6位有分支的支链淀粉组成，其水解需淀粉酶和糖化酶的作用；淀粉酶的作用：首先酶解淀粉为小分子的糊精、寡糖和少量单糖；糖化酶的作用：其次通过糖化酶的作用将小分子的糊精和寡糖降解为还原性的单糖。
2.DNS法：利用碱性条件下，二硝基水杨酸（DNS）与还原糖发生氧化还原反应，生成3-氨基-5-硝基水杨酸，该产物在煮沸条件下显棕红色，且在一定浓度范围内颜色深浅与还原糖含量成比例关系的原理，用比色法测定还原糖含量的。
3.DE（Dextrose Equivalent，葡萄糖值）：是糖化液中还原糖（以葡萄糖计）占干物质的百分比，工业上用DE值表示淀粉的水解程度或糖化程度。
四、实验方法步骤1.绘制标准曲线的方法先配制一系列浓度不同的标准溶液，用选定的显色剂进行显色，在一定波长下分别测定吸光度A。
以A为横坐标，浓度c为纵坐标，则得到一条拟合度较好的直线，称为标准曲线。
然后使用用完全相同的方法和步骤测定被测溶液的吸光度，便可从标准曲线上找出对应的被测溶液浓度或含量。
2.待测酶液的制备烘干：把发酵产物倒于平皿中，50℃烘干；制备酶粉：将烘干的发酵产物用研钵研磨成粉状（尽量磨细），装于塑料袋中备用；制备酶液：称取1g根霉曲粉，充分溶解于30mL缓冲液(即稀释30倍)，纱布（4层）过滤去除杂质，滤液备用。
微生物工程工艺
促进剂和抑制剂：在氨基酸、抗生素和酶制剂的发酵过程中，可在发酵培养基中添加某些对发酵起一定促进或抑制作用的物质。
抗生素抑制剂作用机理：一直某些合成其他产物的途径像所需途径转化、降低产生菌的呼吸。
几种抗生素抑制剂：1、链霉素 甘露糖链霉素 甘露聚糖
2、去甲基链霉素 链霉素 乙硫氨酸
酿造酒包括哪些酒？
答：酿造酒又称发酵酒、原汁酒，是借着酵母作用，把含淀粉和糖质原料的物质进行发酵，产生酒精成分而形成酒。其生产过程包括糖化、发酵、过滤、杀菌等。
主要包括：黄酒，葡萄酒，啤酒，原浆白酒
葡萄酒，啤酒的制麦过程
答：其主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。
（5）其他突变型，如：营养缺陷型，药物抗性突变株，敏感型突变株等
如何筛选耐高浓度酒精的菌株
答：UV处理筛选耐高浓度酒精的菌株
微生物工程：应用微生物为工业大规模生产服务的一门工程技术，他直接建立在微生物工业基础上，随着微生物工业的发展而迅速发展，并于化学工业相结合。
微生物工程可分为发酵和提纯两部分。发酵部分即发酵工程包括菌种的选育，培养基的优化与灭菌，发酵醪的特性，发酵机理，发酵动力学，空气过滤除菌与气体交换，发酵过程控制与自动化等主要内容。
连续培养：又称连续发酵，是在一个开放的系统中进行的，以一定的速率向发酵罐内添加新的培养基，同时以相同的速度流出培养基，从而使罐内的液量维持恒定，使培养物很定的状态下生长的方法。
提高溶解氧的方法：不断通入无菌空气、搅拌
引起溶氧量异常下降的原因：1、污染好气性杂菌，大量的溶氧被消耗掉2、菌体代谢发生异常，需氧量增加3、某些设备或工艺发生故障或变化
固体发酵：指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水下溶性固态基质中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程。
糖化和发酵+（2）
糖化和发酵+（2）4.3.4 糖化和发酵⽅法⽐较为了得到更⾼纯度的燃料⼄醇，研究者们先后提出了分段⽔解与发酵法（SHF）、同步糖化发酵法（SSF）、同步糖化共发酵（SSCF）、联合⽣物加⼯⼯艺（CBP）等⽅法，下⾯针对这⼏种⽅法作简要介绍。
（1）⽣料发酵⽣料发酵（即⽆蒸煮发酵）以其⼯艺流程简单、易操作,尤其是其摒弃了传统⼯艺中的⾼温蒸煮⼯序(这⼀⼯序占整个⽣产过程耗能的30%~40%),从⽽⼤幅度节省能量及设备,使单位⽣产成本⼤⼤降低,被誉为⼄醇⼯业的⼀⼤突破及重要发展⽅向。
朱薇等]选⽤⽢薯为原料,采⽤⽣料发酵⼯艺⽣产燃料⼄醇,研制出了⼀种适合⽢薯⽣料发酵⽤的复合酶,其最优组合为糖化酶200 U/g、淀粉酶20 U/g、蛋⽩酶5 U/g、果胶酶5 U/g。
同时对影响⽢薯⽣料酵的主要因素进⾏了研究,确定了⽣料发酵⽣产燃料⼄醇的最佳⼯艺条件,即料⽔⽐为2·5∶1、初始pH为4·2、发酵温度为32℃、发酵时间为7 d。
（2）分段⽔解与发酵法（SHF）SHF糖化和发酵分开在两个容器中反应。
SHF模式发酵速度较慢，⼀⽅⾯由于发酵初期⾼的葡萄糖浓度对酵母发酵产⽣抑制，另⼀⽅⾯即使SHF模式中也存在后糖化过程，酵母⾃⾝不能利⽤淀粉，发酵结束除了取决于酵母利⽤葡萄糖的速度，还取决于发酵后期糖化酶的后糖化速度。
SHF模式后⾼的葡萄糖对糖化酶的抑制是其活性下降较快，造成后糖化作⽤弱，发酵时间延长。
（3）同步糖化发酵法（SSF）采⽤SSF模式发酵淀粉原料⽣产⼄醇，省略了糖化⼯段，能耗降低；糖化和发酵在同⼀个反应器中进⾏，设备投资减少；另外糖化和发酵同时进⾏，糖化⽣产的葡萄糖⼀经产⽣就被酵母利⽤，解除了产物抑制，保持了糖化酶的活性，有利于防⽌染菌。
SSF具有⼯艺简单、能耗低、发酵迅速、液⼄醇度⾼等众多优点，但是同步糖化发酵法存在糖化和发酵温度不协调等缺点。
同步糖化发酵法存在的⼀个主要问题就是糖化和发酵的最适温度不⼀致。
麦芽糖的发酵原理
麦芽糖的发酵原理
麦芽糖是一种由麦芽糖浆制成的甜味剂，它广泛应用于食品和饮料工
业中。
麦芽糖的制作过程中，发酵是一个非常重要的步骤。
那么，麦
芽糖的发酵原理是什么呢？
麦芽糖的发酵原理主要涉及到两个过程：糖化和发酵。
糖化是将淀粉
质转化为糖的过程，而发酵则是将糖转化为酒精和二氧化碳的过程。
在麦芽糖的制作过程中，首先需要将淀粉质转化为糖。
这个过程称为
糖化。
糖化的过程中，需要加入一种叫做麦芽的物质。
麦芽中含有一
种叫做淀粉酶的酶，它能够将淀粉质分解为糖。
当麦芽糖浆中加入麦
芽后，淀粉酶开始作用，将淀粉质分解为糖。
这个过程需要一定的时间，通常需要在温度为60-65℃的条件下进行。
当糖化完成后，就需要进行发酵。
发酵的过程中，需要加入一种叫做
酵母的微生物。
酵母能够将糖转化为酒精和二氧化碳。
在麦芽糖的制
作过程中，通常使用的是啤酒酵母。
当啤酒酵母加入到麦芽糖浆中后，它开始作用，将糖转化为酒精和二氧化碳。
这个过程需要在温度为25-30℃的条件下进行。
在发酵的过程中，酵母会不断地吸收糖分，并将其转化为酒精和二氧
化碳。
同时，酒精会不断地蒸发出去，直到麦芽糖浆中的糖分被完全转化为酒精和二氧化碳为止。
这个过程通常需要几天的时间。
总的来说，麦芽糖的发酵原理就是将淀粉质转化为糖，然后将糖转化为酒精和二氧化碳。
这个过程需要加入麦芽和酵母，并在一定的温度条件下进行。
通过这个过程，可以制作出高质量的麦芽糖，为食品和饮料工业提供了重要的原料。
啤酒酿造期末考试题及答案
•《啤酒酿造与文化》期末考试（20）姓名：XXX 班级：聂聪成绩：97.0分一、单选题（题数：50，共50.0 分）1啤酒成份中不含哪种物质？（）（1.0分）1.0 分•A、蛋白质•B、碳水化合物•C、脂肪•D、矿物质我的答案：C2酿造优质啤酒的前提条件是（）。
（1.0分）1.0 分•A、啤酒酵母•B、•C、麦芽、酒花、水和酵母•D、酿造工艺我的答案：C3美国精酿运动的起点就是IPA，它起始于上世纪哪个年代？（）（1.0分）1.0 分•A、60.0•B、70.0•C、80.0•D、90.0我的答案：B4啤酒酿造中，浅色大麦芽最后阶段的干燥温度通常控制在（）。
（1.0分）1.0 分•A、•B、65-70℃•C、70-75℃•D、80-85℃我的答案：D5影响精酿啤酒发展和推广的主要因素是（）。
（1.0分）1.0 分•A、啤酒质量•B、啤酒文化的普及度•C、啤酒种类•D、消费者的口味我的答案：B6啤酒酿造时，醪液中的哪种酶活力高可增加麦汁中可发酵性糖含量？（）（1.0分）•A、α—淀粉酶•B、β—淀粉酶•C、蛋白酶•D、葡聚糖酶我的答案：B7啤酒灌装机是在（）条件下，缓慢而平稳地将酒装入瓶内。
（1.0分）1.0 分•A、常压•B、等压•C、常温•D、真空我的答案：B8德国巴伐利亚夏季人们最喜欢饮用的啤酒是（）。
（1.0分）1.0 分•A、比尔森啤酒•B、棕色啤酒•C、黑啤酒•D、带酵母的小麦啤酒我的答案：D9非洲的古老啤酒酿造中，主要使用（）。
（1.0分）1.0 分•A、大麦芽•B、高粱•C、小麦•D、玉米我的答案：B10啤酒酿造时，麦过滤槽过滤操作中麦汁出现混浊，应进行（）。
（1.0分）1.0 分•A、回流•B、快速过滤•C、连续耕糟•D、提高洗糟水温度我的答案：A11食物的香味会通过鼻腔和咽喉到达鼻子内部的嗅球，人类拥有大约多少万个嗅觉受体？（）（1.0分）1.0 分•A、100.0•B、150.0250.0•D、300.0我的答案：C12啤酒酿造中使用最多的是（）。
高粱酒的糖化过程
高粱酒的糖化过程一、酿酒糖化的详细过程糖化过程是酿酒的基础阶段，把加曲后的粮食堆积装箱就是糖化；把糖化后的粮食换个容器发酵过程称酒化，其主要目的是为了疏松一次酒糟，让酒糟补充更多的氧气，便于更好的培菌发酵。
糖化不能绝对密封，保证环境温度在20-30度左右。
不同的酒曲糖化时间是不一样的，如浓香酒曲糖化为2-3天，酱香大曲需4-5天，五粮大曲2-3天，小曲糖化相对要短点，夏季糖化时要把粮食拍紧实点，可使升温缓慢。
二、酿酒糖化的原理白酒酿酒基本原理和过程主要包括：酒精发酵、淀粉糖化、制曲、原料处理、蒸馏取酒、老熟陈酿、勾兑调味等。
（1）酒精发酵酒精发酵是酿酒的主要阶段，糖质原料如水果、糖蜜等，其本身含有丰富的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等成分，经酵母或细菌等微生物的作用可直接转变为酒精。
（2）淀粉糖化糖质原料只需使用含酵母等微生物的发酵剂便可进行发酵；而含淀粉质的谷物原料等，由于酵母本身不含糖化酶，淀粉是由许多葡萄糖分子组成，所以采用含淀粉质的谷物酿酒时，还需将淀粉糊化，使之变为糊精、低聚糖和可发酵性糖的糖化剂。
（3）制曲酒曲亦称酒母，多以含淀粉的谷类(大麦、小麦、麸皮)、豆类、薯类和含葡萄糖的果类为原料和培养基，经粉碎加水成块或饼状，在一定温度下培育而成。
酒曲中含有丰富的微生物和培养基成分，如霉菌、细菌、酵母菌、乳酸菌等，霉菌中有曲霉菌、根霉菌、毛霉菌等有益的菌种，“曲为酒之母，曲为酒之骨，曲为酒之魂”。
（4）原料处理无论是酿造酒，还是蒸馏酒，以及两者的派生酒品，制酒用的主要原料均为糖质原料或淀粉质原料。
为了充分利用原料，提高糖化能力和出酒率，并形成特有的酒品风格，酿酒的原料都必须经过一系列特定工艺的处理，主要包括原料的选择配比及其状态的改变等。
环境因素的控制也是关键的环节。
（5）蒸馏取酒所谓蒸馏取酒就是通过加热，利用沸点的差异使酒精从原有的酒液中浓缩分离，冷却后获得高酒精含量酒品的工艺。
在正常的大气压下，水的沸点是100℃，酒精的沸点是78.3℃，将酒液加热至两种温度之间时，就会产生大量的含酒精的蒸汽，将这种蒸汽收人管道并进行冷凝，就会与原来的酒液分开，从而形成高酒精含量的酒品。
发酵工程
提高产物纯度——副代谢产物少。
改变菌种的性状以改善发酵过程——生长速度， 耐不良培养条件，胞外产物。 改变生物合成途径以获得新产品。
第三节 种子扩大培养
一、优良种子应具备的条件 1、菌种细胞的生长活力强， 转种至发酵罐后能迅速生长， 延迟期短。
2、菌种生理状态稳定，如菌 丝形态、菌丝生长速率和种子 培养液的特性等符合要求
染 菌 原 因
（一）工业发酵的类型
分批发酵 按发酵工艺流程 补料分批发酵
单级恒化器连续发酵
连续发酵
多级恒化器连续发酵
带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵
单菌种发酵
按菌的种类 多菌种混合发酵（混合菌发酵）
（二）发酵工业的典型过程－－深层发酵过程
一、常用的发酵工程微生物菌种
微生物在发酵工程上的用途：
直接利用微生物菌体 利用其代谢产物 利用它的酶
几种深层培养法
①放大法 ②两步法 ③控制培养法 ④分批发酵法(间歇发酵法) ⑤连续培养法 ⑥补料分批培养法(流加法)
三、影响种子质量的主要因素
菌种扩大培养的关键就是搞好种子罐的扩 大培养。 影响种子罐培养的主要因素包括营养条件、 培养条件、染菌的控制、种子的级数和接 种量控制等 。
3）酸酶水解法（acid-enzyme hydrolysis method)：
（2）酶酸法：先用-淀粉酶液化，再用酸水解。
适用：颗粒大小不一（如碎米淀粉）的淀粉原料，若用 酸法，则水解不均匀。 优点：能采用粗原料淀粉，减少原料损失，一般可提高 原料利用率15%左右；生产较易控制，可采用较高的淀 减少了淀粉水解副反应的发生，糖液色泽较浅，质量较
名词解释
名词解释1.双边发酵：边糖化边发酵，糖化作用大于发酵作用时则甜2.糖化：通过酶的生物化学作用，机械物理作用，将粉碎的原料中的不溶内容物质转化为溶解状态并按啤酒质量的要求进行内容物溶出，分解的过程称为糖化。
人们习惯性地将原料内容物质经过糖化进入到水中的各类物质称为浸出物。
3.液化：如果淀粉颗粒糊化后的醪液或处在糊化中的醪液中含有α—淀粉酶，且醪液的温度在α—淀粉酶的作用范围内，淀粉酶对糊化的淀粉迅速起作用，将糊化的淀粉分解为6-7个葡萄糖单位的低聚糊精，使醪液温度迅速下降，形成低粘度的醪液的过程称为液化。
4.最终发酵度：又叫外观发酵度，就是啤酒发酵终了时被酵母消耗的糖占原始麦汁中总糖的比例，麦芽质量的要求：感官评价：除根干净，不含杂草，谷粒，尘埃，枯草，半粒霉粒，损伤里等色泽：淡黄色，有光泽，与大麦相似，发霉的麦芽呈绿色香味：有麦芽香味，不应有霉味，潮湿味，酸味浅色麦芽香味小，深色麦芽香味大。
物理特性：千粒重30-40g相对密度越小，溶解度越高。
沉降粒50%为不良切断实验：玻璃质粒0-2.5%优秀2.5%-5.0%良好5.0-7.5%满意，2.5-5.0%不良叶芽长度：四分之三者75%，平均长度在四分之三左右脆度实验溶解度80%-100%为优71%-80%良好色度：浅色：2.5-4.5EBC 中度:5-8EBC 深色：9-15EBC1.麦芽水分含量<5%2.糖化力：>250wk 次品<150wk3.麦芽渗出率78%-82%4.麦芽蛋白质含量8-11%5.麦芽溶解度>41%优38-41%良好<35，一般6.麦芽α—氨基氮含量130-150 大于150为优7.无生腥味，焙焦后产生的特有的色香味8.麦汁浓度：1.67mpa.s 不良9.哈同值：6.5-10表示高酶活性5.5-6.5为溶解良好糖化工艺的分类：全麦芽糖化法：煮出糖化法，分为三次，两次，一次煮出糖化法，浸出糖化法：带辅料的糖化法外加酶糖化法高浓糖化法麦皮分离糖化法三次煮沸糖化法主要应用在全麦黑啤酒生产，三次煮沸糖化法中包含各种措施促进蛋白质，糖，半纤维素的分解，不适合于浅色啤酒。
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4.3.4 糖化和发酵方法比较
为了得到更高纯度的燃料乙醇，研究者们先后提出了分段水解与发酵法（SHF）、同步糖化发酵法（SSF）、同步糖化共发酵（SSCF）、联合生物加工工艺（CBP）等方法，下面针对这几种方法作简要介绍。
（1）生料发酵
生料发酵（即无蒸煮发酵）以其工艺流程简单、易操作,尤其是其摒弃了传统工艺中的高温蒸煮工序(这一工序占整个生产过程耗能的30%~40%),从而大幅度节省能量及设备,使单位生产成本大大降低,被誉为乙醇工业的一大突破及重要发展方向。
朱薇等]选用甘薯为原料,采用生料发酵工艺生产燃料乙醇,研制出了一种适合甘薯生料发酵用的复合酶,其最优组合为糖化酶200 U/g、淀粉酶20 U/g、蛋白酶5 U/g、果胶酶5 U/g。
同时对影响甘薯生料酵的主要因素进行了研究,确定了生料发酵生产燃料乙醇的最佳工艺条件,即料水比为2·5∶1、
初始pH为4·2、发酵温度为32℃、发酵时间为7 d。
（2）分段水解与发酵法（SHF）
SHF糖化和发酵分开在两个容器中反应。
SHF模式发酵速度较慢，一方面由于发酵初期高的葡萄糖浓度对酵母发酵产生抑制，另一方面即使SHF模式中也存在后糖化过程，酵母自身不能利用淀粉，发酵结束除了取决于酵母利用葡萄糖的速度，还取决于发酵后期糖化酶的后糖化速度。
SHF模式后高的葡萄糖对糖化酶的抑制是其活性下降较快，造成后糖化作用弱，发酵时间延长。
（3）同步糖化发酵法（SSF）
采用SSF模式发酵淀粉原料生产乙醇，省略了糖化工段，能耗降低；糖化和发酵在同一个反应器中进行，设备投资减少；另外糖化和发酵同时进行，糖化生产的葡萄糖一经产生就被酵母利用，解除了产物抑制，保持了糖化酶的活性，有利于防止染菌。
SSF具有工艺简单、能耗低、发酵迅速、液乙醇度高等众多优点，但是同步糖化发酵法存在糖化和发酵温度不协调等缺点。
同步糖化发酵法存在的一个主要问题就是糖化和发酵的最适温度不一致。
一般来说，糖化的最适温度高于50℃，而发酵的理想温度低于40℃。
为了解决这一矛盾，方毅等以甘薯干为原料,提出了采用同步糖化发酵生产燃料乙醇的新工艺,应用Plackett-Burman实验设计筛选出影响乙醇发酵的重要工艺参数,然后通过Box-Behnken实验设计确定各重要工艺参数的最佳水平。
优化后的最佳工艺条件为:初始pH4·4,接种8·3%,发酵温度36·7℃,淀粉利用率达到89·25%。
并在此条件下进行50 L发酵罐实验,48 h其淀粉利用率达到89·12%。
我们采用的发酵方法是低温双酶同步发酵方法。
我们采用的酶制剂有a-淀粉酶，标准酶活性力为90KNU/g(KUN为诺维信液化酶的专有单位)。
1KNU的定义在37℃，pH5.6时，每小时水解5.26克淀粉的酶量；糖化酶，SuhongGAⅡ，购自诺维信公司。
是一种由黑曲霉发酵生产的糖化酶，标准酶活力为500AGU/ml,（AGU为诺维信糖化酶专有单位）。
1AGU的定义是指在25℃，pH4.3标准条件下，每分钟水解1mmol麦芽糖所需的霉量。
针对所选的5个品种的甘薯，我们进行相应的分析，我们得到相应的物性参数，如下：
依次为南薯007；徐薯18；商薯19；南薯88；200730的参数；。