【正文】 。篩選并使用嗜熱和耐熱的微生物，能明顯地節(jié)省冷卻費用。在丁醇丙酮發(fā)酵時，放出二氧化碳和氫，這些氣體一旦形成，是有助于保持厭氧條件。當(dāng)菌體達(dá)到預(yù)定的濃度后，即停止通氣或攪拌。 需氧量較高的發(fā)酵，必需有適當(dāng)功率的攪拌以保持均一的發(fā)酵環(huán)境，并分散引入的空氣流。在這類發(fā)酵中，攪拌和氧傳遞費用仍只占生產(chǎn)總成本的 %。要產(chǎn)生同等數(shù)量的酵母，要求氧的供應(yīng)量增加三倍。 有幾家公司采用的發(fā)酵罐是帶有空氣分布管和機械攪拌。這類發(fā)酵罐 的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約能源和冷卻水費用，這種發(fā)酵罐所需能量只有壓縮空氣。 第十節(jié) 分批發(fā)酵的周期 分批發(fā)酵的生產(chǎn)能力取決于整個過程的周期。 在這個公式中，還 可以測出操作過程的變化對總生產(chǎn)能力的影響。 短周期的發(fā)酵，如面包酵母（ 12~24 小時），在二批之間的輔助時間長短，是至關(guān)重要的；而在長周期的發(fā)酵，比如青霉素（ 6~7 天），多增加幾個小時的輔助時間，對總生產(chǎn)能力的影響是很小的。從這些數(shù)據(jù)中，可以清楚地看到生長較快的微生物更適宜于連續(xù)培養(yǎng)。但是在連續(xù)培養(yǎng)過程中放出的培養(yǎng)液中，最終產(chǎn)物濃度是低于分批培養(yǎng)的。但要看到提取收集系統(tǒng)的操作費用是和液體的體積成反比。 Atkinson 和 Mavituna 指出按照工藝流程提取檸檬酸將造成 8%的損失，芐青霉素在轉(zhuǎn)化成鉀鹽前就已經(jīng)損失 4%。如加入助濾劑，即使加入的濃度達(dá)到培養(yǎng)液的 10%，其價格為每噸 9 英鎊時，仍不失為十分經(jīng)濟的方法。在萃取時所使用的有機熔劑，則交由高能耗蒸餾工廠回收?，F(xiàn)在，已對減少水的消耗具有廣泛的興趣。 第十四節(jié) 廢棄物的處理 大多數(shù)的發(fā)酵過程不可能將廢棄物的處理費用降到零。顯然，只有極少數(shù)的未經(jīng)處理的廢棄物是符合這個嚴(yán)格的規(guī)定。因為在廢水中只含有少量的有機物，如將它分離、濃縮和焚燒，將是一筆更大的支出 / 直接想海洋傾倒廢棄 物的可能性極小。在某些實例中，污水處理工廠 第一部分 啤酒工藝綜合實驗 目 錄 實驗講義 實驗一 還原糖的測定 3 實驗二 α 氨基氮的測定（茚三酮法） 4 實驗三 雙乙酰（紫外分光光度法） 5 實驗四 總酸（電位滴定法） 6 實驗五 酒精度 7 實驗六 原麥汁濃度（蒸餾 —— 密度法） 9 實驗七 真正發(fā)酵度 (實際發(fā)酵度 ) 10 實驗八 協(xié)定法糖化和外加酶糖化法 11 第二部分 通風(fēng)發(fā)酵綜合實驗 實驗一 淀粉質(zhì)原料的水分測定 12 實驗二 原料中粗淀粉的測定 13 實驗三 還原糖的測定 17 實驗四 蛋白酶活力的測定方法 19 實驗五 糖化酶的測定方法 22 實驗六 玉米 淀粉 液 化 及 糖化 24 實驗七 面包酵母流加培養(yǎng)與分批培養(yǎng)試驗 27 實驗八 糖化酶的 發(fā)酵和提取實驗 31 實驗九 酸性蛋白酶固態(tài)發(fā)酵實驗 34 第一部分 啤酒工藝綜合實驗 實驗一 還原糖的測定 1 原理 本法是利用含有自由醛基的還原糖，在堿性溶液中，能將二價銅還原成氧化亞銅的性質(zhì)進行測定。將溶液保存于棕色具塞瓶中，放置一周后過濾備用。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度 N 按下式計算： N= G/ 式中： G—— 重鉻酸鉀的重量（克） V—— 硫代硫酸鈉溶液的用量（ ml） —— 每毫克當(dāng)量重鉻酸鉀的克數(shù) （ 2） 4N 的硫酸溶液 邊攪拌邊將 56ml 的濃硫酸小心地加入到約 350ml 蒸餾水中，并定容至 500ml。 4 標(biāo)定： 取 斐林溶液的 A 液，加 4ml30%醋酸溶液和 3g 碘化鉀，加 25ml 煮沸后冷卻的水，使碘化鉀溶解，以 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液呈微黃色，加硫氰酸銨 2g， %淀粉溶液 3ml，攪拌后，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失。 （ 3） 正式測定 在 200ml 錐形瓶中加入斐林溶液 A、 B 各 ，再加少于預(yù)備實驗所用 1ml 的麥芽汁，加熱至沸后，加 1～ 2 滴次甲基藍(lán)指示液，用稀釋麥芽汁滴至終點，記錄用去稀釋麥芽汁的總量。 實驗二 α 氨基氮的測定（茚三酮法） 實驗試劑 a 顯色劑 100 克磷酸氫二鈉（ ） 60 克磷酸二氫鉀（ KH2PO4） 克水合茚三酮 克果糖 用水溶液溶解后稀釋至 1 升（此溶 液在低溫下用棕色瓶可保存 2 周， pH 應(yīng)為。該溶液含有 200mgα 氨基氮 /升。（此時應(yīng)該準(zhǔn)備 20℃的水浴） 20℃水浴中冷卻 20min。樣品溶液吸光度值 / 標(biāo)準(zhǔn)溶液平均吸光度 查表得 100ml麥芽汁中麥芽糖毫克數(shù) 1000 f179。 D 實驗三 雙乙酰（紫外分光光度法） 1 原理 雙乙酰作為揮發(fā)性組份 從啤酒樣中蒸發(fā)出來，與鄰苯二胺反應(yīng)，生成 2， 3－二甲喹喔啉，在 335nm 波長下進行測定。此溶液須當(dāng)天配制與使用；若配制出來的溶液呈紅色，應(yīng)重新更換新試劑； 有機硅消泡劑 (或甘油聚醚 ) 。 顯色與測量： 分別吸取餾出液 于兩支干燥的比色管中，并于第一支管中加入鄰苯二胺溶液 ，第二支管中不加 (做空白 )，充分搖勻后，同時置于暗處放置 20～30min，然后于第一支管中加 4mol/L 鹽酸溶液 2mL，于第二支管中加入 4mol/L鹽酸溶液 ，混勻后，于 335nm 波長下，用 20mm 玻璃比色皿，以空白調(diào)儀器零點，測定其吸光度。用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定啤酒試樣中的總酸，以 pH= 為電位滴定的指示終點，根據(jù)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 的體積計算出啤酒試樣中總酸的含量。 3 試劑和溶液 ：按 GB/T 601 配制與標(biāo)定。 測定： 按使用說明書安裝與調(diào)試儀器。 5 結(jié)果 試樣的總酸按式 (3)計算： VcX ???2 ???????????????????? (3) 式中： X —— 試樣的總酸，即 100mL 試樣消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(NaOH)=] 毫升數(shù)， mL/100mL： c —— 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度， mo1／ L V —— 消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積， mL； 2 —— 換算成 100mL 試樣的系數(shù)。然后，查表得出試樣中酒精含量的百分比，即酒精度，以 %(V/V）或％ (m/m)表示。 a)測量 A 將密度瓶洗凈、干燥、稱量，反復(fù)操作，直至恒重。 b)測量 B 將水倒去，用餾出液 a)反復(fù)沖洗密度瓶三次，然后裝滿，按 b)同樣操作。所得結(jié)果 應(yīng)表示至兩位小數(shù)。根據(jù)相對密度 2020d 查附錄 A，得到餾出液的酒精度， %(m/m)。 實驗六 原麥汁濃度（蒸餾 —— 密度法） 1 原理 以蒸餾 —— 密度法測出啤酒試樣中的真正濃度和酒精度。 3 分析步驟 真正濃度的測定。查附錄 B 中的表 B1，求得 100g 啤酒試樣中浸出物的克數(shù) (g/100g)。 4 結(jié)果 根據(jù)測得的酒精度和真正濃度，按式 (5)計算出原麥汁濃度： 0 6 6 0 0 1 0 00 6 6 ( ?? ???? A EAX ） ????????????????? (5) 式中： X —— 原麥汁濃度，176。 P [％ (m/m)]； A —— 酒精度，％ (m/m)； E —— 真正濃度，176。 P [ %(m/m)] 。 實驗八 協(xié)定法糖化和外加酶糖化法 1 實驗?zāi)康模? 協(xié)定糖化法的實驗方法； 研究糖化工藝條件對麥汁組分影響； 了解 ?氨基氮的測定方法及其對麥汁的影響 高輔料比時外加酶糖化法的研究 2 要求和實驗步驟 協(xié)定麥汁的制備步驟： 取 50 克麥芽，在ＥＢＣ標(biāo)準(zhǔn)磨上粉碎； 將已經(jīng)粉碎好的麥芽粉放入已稱重的糖化杯中，加 200ml 毫升 46℃水，于不斷攪拌下在 46℃水浴中保溫 30 分鐘； 使醪液以每分鐘升溫 1℃的速度，加熱水浴，升溫至 70℃。收集整個濾液于一干燒杯中。原料中水分，對原料的品質(zhì)與保存關(guān)系甚大。樣品干燥的速度取決于這個壓差的大小，在此條件下失去的主要是試樣中的游離水。再于相同溫度下干燥 1 小時左右，同上操作，直至恒重。 5 參考書 （ 1）天津輕工業(yè)學(xué)院等，《工業(yè)發(fā)酵分析》，輕工業(yè)出版社， 1980 年 實驗二 原料中粗淀粉的測定 1 原理 淀粉經(jīng)酸或水解生成葡萄糖： （ C 6 H 1 0 O 5 ） n + n H 2 O 酸 或 酶 n C 6 H 1 2 O 6 所生成的葡萄糖用斐林試劑測定?；旌蠒r，硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀： 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓ +Na2SO4 所生成的氫氧化銅沉淀與酒石酸鉀鈉反應(yīng)，生成酒石酸鉀鈉銅絡(luò)合物，使氫氧化銅溶解： C u ( O H ) 2 +C H O HC O O KC O O HC O O N aC H OC O O KC O OC O O N aC u= + 2 H 2 O 酒石酸鉀納銅絡(luò)合物中二價銅是一個氧化劑，能使還原糖中羰基氧化，而二價銅被還原生成一價的氧化亞銅沉淀： C H O HC O O KC O O HC O O N aC H OC O O KC O OC O O N aC u =+ 2 H 2 O2 + ( C H O H )4H CC H 2 O HO2 ( C H O H ) 4C O O HC H 2 O H+ + C u 2 O ↓（ 紅 色 ） 反應(yīng)終點用次甲基藍(lán)指示劑顯示。 2％鹽酸溶液 量取 毫升濃鹽酸，用 毫升水稀釋。 ％標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液 準(zhǔn)確稱取 2 克無水葡萄糖 (預(yù)先 于 100~l05℃烘干 )，用水溶解，加 5 毫升濃鹽酸，用水定容至 1000 毫升。取出，迅速冷卻，用20％氫氧化鈉溶液中和至中性或微酸性 (用 pH 試紙試驗 )?？偤奶橇繛?v 毫升。其反應(yīng)與粗淀粉測定相似，不同點為斐林試劑甲液中硫酸銅量較小，適用于含糖 量較少的試樣。 %標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液 精密稱取 經(jīng) 95~105℃烘干的無水葡萄糖，用少量水溶解，加入 5ml 鹽酸，用蒸餾水定容至 1000ml，搖勻。 重復(fù)測定兩次，取總消耗標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液體積的平均值 V ml。沸騰 后繼續(xù)滴定至終點的毫升數(shù)應(yīng)控制在 ~lml 內(nèi)，否則應(yīng)重新測定。所以用廉 愛農(nóng)法定糖時，必須先用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還原糖標(biāo)定斐林溶液。因此，根據(jù)藍(lán)色反應(yīng)的強弱就可推測蛋白酶的活力。若溶液仍有綠色，需再滴加溴液。此溶液使用時加 2 倍蒸餾水稀釋，即成稀釋的福林試劑。 B 液：稱取 16 克 70%乳酸鈉加蒸餾水定容至 1000ml。否則極易繁殖細(xì)菌，引起變質(zhì)。再吸取此液 10ml 以蒸餾水定容至 100ml 即配成 100μ g/m1 酪氨酸镕液．此溶液配成后也應(yīng)及時使用或放入冰箱內(nèi)保存 ，以免繁殖細(xì)菌而變質(zhì)。酪氨酸的濃度為橫座標(biāo)，繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線。置入 40℃水浴中預(yù)熱 3~5min，在三支平行試驗管中分別加入 1ml2%酪蛋白溶液，準(zhǔn)確計時保溫 10min。以下操作與平行試驗管相同。 D 值為 1 所相當(dāng)?shù)睦野彼岬奈⒖藬?shù) O178。 2 試劑 稱取醋酸鈉 (CH3COONa178。 5H2O) 和硫酸鈉 溶于煮沸后冷卻的蒸餾水中，定容至 1000ml，即得 mol/L 硫代硫酸鈉溶液。置碘量瓶中，加水 50m1 使溶解，加碘化鉀 2g。每 1ml 的 。 用標(biāo)準(zhǔn)的 。 20%氫氧化鈉溶液 稱取 20g 氫氧化鈉，溶解定容至 100ml。在甲管