【正文】 P [％ (m/m)] 。 P [ %(m/m)] ； Z —— 啤酒的真正濃度， 176。 3 實(shí)驗(yàn)室提供條件 大米、二級(jí)麥芽，高溫淀粉酶，啤酒釀造復(fù)合酶，細(xì)菌中性蛋白酶。 在此條件下失去的重量不僅是水分，還有微量的揮發(fā)性物質(zhì)。甲液為硫酸銅溶液，乙液為氫氧化鈉與酒石酸鉀鈉溶液。 20％氫氧化鈉溶液 稱(chēng)取 200 克氫氧化鈉，用水溶解并稀釋至 1000 毫升。 斐林試劑的校正 吸取斐林試劑甲、乙液各 5毫升，置入 250 毫升三角瓶中，加 20 毫升水，并從滴定管中加入約 24毫升 ％標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液 (其量應(yīng)控制在后滴定時(shí)消耗 ％標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液在1 毫升以?xún)?nèi) )，搖勻，于電爐上加熱至沸，并保持微沸 2 分鐘。 Cu2O+K4Fe(CN)6+H2O=K2Cu2Fe(CN)6+2KOH (淡黃色 ) 2 試劑 斐林試劑 甲液：稱(chēng)取 35g硫酸銅， ，用水溶解并定容至 1000ml。平行測(cè)定的滴定毫升數(shù)相差不應(yīng)超過(guò) ，故在標(biāo)定、預(yù)備、正式測(cè)定過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)力求一致。用碳酸鈉堿化，再加入福林試劑使之發(fā)色，用分光光度計(jì)或光電比色計(jì)測(cè)定。冷卻后，定溶至 1000ml。 2%酪蛋白溶液 稱(chēng)取干酪素 2g加入 (必要時(shí)用小火加熱煮沸 )，然后用 乳酸 乳酸鈉緩沖液定容至 1000mI 即成。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(shí)使用或放入冰箱內(nèi)保存，以免繁殖細(xì)菌而變質(zhì)。 B 液：稱(chēng)取 16 克 70%乳酸鈉加蒸餾水定容至 1000ml。若溶液仍有綠色，需再滴加溴液。所以用廉 愛(ài)農(nóng)法定糖時(shí)，必須先用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還原糖標(biāo)定斐林溶液。 重復(fù)測(cè)定兩次，取總消耗標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液體積的平均值 V ml。其反應(yīng)與粗淀粉測(cè)定相似，不同點(diǎn)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。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?jiān)囼?yàn) )。 2％鹽酸溶液 量取 毫升濃鹽酸，用 毫升水稀釋。 5 參考書(shū) （ 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(shí)驗(yàn)二 原料中粗淀粉的測(cè)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(cè)定。樣品干燥的速度取決于這個(gè)壓差的大小，在此條件下失去的主要是試樣中的游離水。收集整個(gè)濾液于一干燒杯中。 P [ %(m/m)] 。 4 結(jié)果 根據(jù)測(cè)得的酒 精度和真正濃度，按式 (5)計(jì)算出原麥汁濃度： ( ?? ???? A EAX ） ????????????????? (5) 式中： X —— 原麥汁濃度， 176。 3 分析步驟 真正濃度的測(cè)定。根據(jù)相對(duì)密度 2020d 查 附錄 A，得到餾出液的酒精度， %(m/m)。 b)測(cè)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(mǎn)，按 b)同樣操作。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。 測(cè)定： a) 按使用說(shuō)明書(shū)安裝與調(diào)試儀器。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(diǎn)，根據(jù)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計(jì)算出啤酒試樣中總酸的含量。此溶液須當(dāng)天配制與使用；若配制出來(lái)的溶液呈紅色，應(yīng)重新更換新試 劑； c) 有機(jī)硅消泡劑 (或甘油聚醚 ) 。（此時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)備 20℃的水?。? 20℃水浴中冷卻 20min。該溶液含有 200mgα 氨基氮 /升。 （ 3） 正式測(cè)定 在 200ml錐形瓶中加入斐林溶液 A、 B 各 ，再加少于預(yù)備實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，記錄用去稀釋麥芽汁的總量。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度 N 按下式計(jì)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。 七、發(fā)酵工程在輕工、食品領(lǐng)域的展望 1，高產(chǎn)菌種和特殊環(huán)境微生物的遺傳育種 2，新酶品種開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 3，食品添加劑新品種開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 4，生物 技術(shù)產(chǎn)物工業(yè)規(guī)模的分離和提取 第一部分 啤酒工藝綜合實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 還原糖的測(cè)定 3 實(shí)驗(yàn)二 α 氨基氮的測(cè)定（茚三酮法） 4 實(shí)驗(yàn)三 雙乙酰（紫外分光光度法） 5 實(shí)驗(yàn)四 總酸（電位滴定法） 6 實(shí)驗(yàn)五 酒精度 7 實(shí)驗(yàn)六 原麥汁濃度（蒸餾 ——密度法） 9 實(shí)驗(yàn)七 真正發(fā)酵度 (實(shí)際發(fā)酵度 ) 10 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 淀粉質(zhì)原料的水分測(cè)定 12 實(shí)驗(yàn)二 原料中粗淀粉的測(cè)定 13 實(shí)驗(yàn)三 還原糖的測(cè)定 17 實(shí)驗(yàn)四 蛋白酶活力的測(cè)定方法 19 實(shí)驗(yàn)五 糖化酶的測(cè)定方法 22 實(shí)驗(yàn)六 玉米 淀粉 液 化 及 糖化 24 實(shí)驗(yàn)七 面包酵母流加培養(yǎng)與分批培養(yǎng)試驗(yàn) 27 實(shí)驗(yàn)八 糖化酶的發(fā)酵和提取實(shí)驗(yàn) 31 目 錄 實(shí)驗(yàn)講義 實(shí)驗(yàn)九 酸性蛋白酶固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn) 34 第一部分 啤酒工藝綜合實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 還原糖的測(cè)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(jià)銅還原成氧化亞銅的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。 味精和檸檬酸三率與國(guó)外先進(jìn)水平比也有差距，我國(guó)味精主要以淀粉為原料，其產(chǎn)酸率、轉(zhuǎn)化率、提取收率與國(guó)外比較，如： 產(chǎn)酸率 轉(zhuǎn)化率 提取收率 國(guó)內(nèi) (平均 ) 國(guó)外 12％以上 5560％ 9095％ 主要酶制劑品種發(fā)酵水平對(duì)比 發(fā)酵水平 μ／ m1 國(guó)內(nèi)水平 國(guó)際水平 中溫淀粉酶 400500 1000 以上 2709 堿性蛋白酶 1500020200 30000 以上 糖化酶 2020025000 30000 以上 3， 產(chǎn)品品種單一，結(jié)構(gòu)不合理 酶制劑行業(yè)比較突出，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面比較單一，主要以淀粉酶類(lèi)為主，如： 1991 年酶制劑總產(chǎn)量為 9萬(wàn)噸，其中糖化酶總產(chǎn)量 7萬(wàn)噸，占總產(chǎn)量 78％，其他品種只占 22％。發(fā)酵罐容量我國(guó)只有個(gè)別工廠(chǎng)在6060 立方米，而國(guó)外普遍在 500600 立方米以上。我國(guó)的傳統(tǒng)中藥涉及 5000種左右植物，細(xì)胞培養(yǎng)是中藥資源開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面。 9，微生物制藥 在上海建立了第一個(gè)抗生素工廠(chǎng) (即后來(lái)的上海第三制藥廠(chǎng) )，以生產(chǎn)青霉素為主。酒精年產(chǎn)量解放前僅 1萬(wàn)噸左右。 4，葡萄酒 1892 年華僑張弼士在煙臺(tái)建立釀酒公司，這是我國(guó)第一個(gè)新型的葡萄酒釀造廠(chǎng)。 地處北京的 “燕京啤酒 ”，是中國(guó)啤酒行業(yè)的一匹黑馬。3，啤酒 1900 年我國(guó)最早的啤酒廠(chǎng)于哈爾濱建成。白酒是我國(guó)特有的、具有悠久歷史的傳統(tǒng)酒種。 四、國(guó)內(nèi)發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展概況 我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵歷史悠久，在《黃帝內(nèi)經(jīng)素向》、 《湯液醪醴論》里，已有釀酒的記載。 單甘油酯是一種重要的表面活性劑，目前主要為化學(xué)法生產(chǎn)。 1995 年底美國(guó)杜邦公司申請(qǐng)了基因工程菌方法生產(chǎn)乙醛酸的專(zhuān)利，乙醛酸的轉(zhuǎn)化率達(dá) 100％。許多著名的老牌化學(xué)工業(yè)公司已變 成了以生物技術(shù)為主的大公司，如孟山都公司， 1997 年由生物技術(shù)生產(chǎn)的銷(xiāo)售額已占其總銷(xiāo)售額的 70％以 02 年生物技術(shù)產(chǎn)品的銷(xiāo)售額將占其公司總銷(xiāo)售額的 20％。 發(fā)酵工業(yè)發(fā)展史中的第五階段，是以在體外完成微生物基因操作，即通常稱(chēng)為基因工程而開(kāi)始的。這種過(guò)程如果進(jìn)行連續(xù)操作，則更為經(jīng)濟(jì)。由于實(shí)驗(yàn)工廠(chǎng)的崛起，使發(fā)酵工業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展，它可以在半生產(chǎn)規(guī)模中試驗(yàn)新技術(shù)。它可以在壓力下進(jìn)行蒸汽滅菌而使雜菌污染減少到最低限 度。在減少菌體生長(zhǎng)的同時(shí)形成乙醇。可以將醋發(fā)生器視作第一個(gè)需氧發(fā)生器。 Paster 最終使科學(xué)界信服在發(fā)酵過(guò)程中酵母所遵循的規(guī)律。 2，生物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點(diǎn)： （ 1）反應(yīng)條件溫和（ 3040℃ 常壓，水相反應(yīng)）反應(yīng)選擇性高 （ 2）反應(yīng)產(chǎn)物純度高（包括光學(xué)純） （ 3）反應(yīng)底物簡(jiǎn)單便宜（一般無(wú)毒、不易燃） （ 4）反應(yīng)收率主要取決于菌種的性能 （ 5）設(shè)備簡(jiǎn)單 五、發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 1，食品 2，醫(yī)藥 3，輕工 4，化工 5，農(nóng)業(yè) 6，環(huán)保 7，冶金 8，高技術(shù)研究 第三節(jié) 發(fā)酵工程的地位 1，是生物工程重要的組成部分 現(xiàn)代生物工程包括 （ 1）發(fā)酵工程 (Fermentation engineering)（ 2）酶工程 (蛋白質(zhì)工程 )(Enzyme engineering amp。生物的轉(zhuǎn)化反應(yīng)比用特定的化學(xué)試劑有更多的優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)生菌細(xì)胞在產(chǎn)生次級(jí)代謝時(shí)的生理學(xué)規(guī)律，曾經(jīng)是重要的討論主題。初級(jí)代謝物與次級(jí)代謝物之間的關(guān)系見(jiàn)圖。工業(yè)微生物學(xué)家的任務(wù)是改良野生型微生物并改善培養(yǎng)條件，以增進(jìn)這些化合物的生產(chǎn)能力。接著細(xì)胞生長(zhǎng)停滯進(jìn)入所謂穩(wěn)定期。酶的生產(chǎn)是受到微生物本身嚴(yán)格控制。早在 1900 年時(shí)，面包酵母已經(jīng)形成大生產(chǎn)的規(guī)模。 六個(gè)部分之間的關(guān)系如圖所示。和傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝相比，現(xiàn)代發(fā)酵工程除了上述的發(fā)酵特征之外更有其優(yōu)越性。 4，由于生物體本身所具有的反應(yīng)機(jī)制，能夠?qū)?一性地和高度選擇性地對(duì)某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位地氧化、還原等化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，也可以產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物。產(chǎn)品即有細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也包括菌體細(xì)胞、酶等。發(fā)酵是生命體所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)和生理變化，是多種多樣的生物化學(xué)反應(yīng)根據(jù)生命體本身所具有的遺傳信息去不斷分解合成，以取得能量來(lái)維持生命活動(dòng)的過(guò)程。第一章 緒 論 第一節(jié) 概述 工業(yè)發(fā)酵是利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的一門(mén)現(xiàn)代工業(yè)，而現(xiàn)代發(fā)酵工程則是指直接把微生物 (或動(dòng)植物細(xì)胞 )應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)體系，是在化學(xué)工程中結(jié)合了微生物特點(diǎn)的一門(mén)學(xué)科。我們現(xiàn)在所指的發(fā)酵早已賦予了不同的含義。 （ 2） 廣義 “發(fā)酵 ”的定 義 工業(yè)上所稱(chēng)的發(fā)酵是泛指利用生物細(xì)胞制造某些產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過(guò)程，它包括厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通氣（有氧）培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生產(chǎn)。 3，發(fā)酵過(guò)程是通過(guò)生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式來(lái)完成的，反應(yīng)的專(zhuān)一性強(qiáng)，因而可以得到較為單 — 的代謝產(chǎn)物。 基于以上特點(diǎn)，工業(yè)發(fā)酵日益引起人們重視。 四、發(fā)酵過(guò)程的組成部分 1，發(fā)酵過(guò)程的組成 除某些轉(zhuǎn)化過(guò)程外，典型的發(fā)酵過(guò)程可以劃分成六個(gè)基本組成部分： （ 1）繁殖種子和發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基組份設(shè)定； （ 2）培養(yǎng)基、發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的 滅菌； （ 3）培養(yǎng)出有活性、適量的純種，接種入生產(chǎn)的容器中； （ 4）微生物在最適合于產(chǎn)物生長(zhǎng)的條件下，在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)； （ 5）產(chǎn)物萃取和精制； （ 6）過(guò)程中排出的廢棄物的處理。一種是供制備面包用的酵母；另一種是作為人類(lèi)或動(dòng)物的食物的微生物細(xì)胞（單細(xì)胞蛋白質(zhì)）。從表中可以看出微生物的酶主要應(yīng)用于食品及其有關(guān)工業(yè)中。然后細(xì)胞的生長(zhǎng)率逐漸增加，而達(dá)到最大生長(zhǎng)率，并成為一個(gè)常數(shù)，這時(shí)稱(chēng)為對(duì)數(shù)成長(zhǎng)期。野生型的微生物所產(chǎn)生的初級(jí)代謝產(chǎn)物，只限于微生物本身的需要。這是微生物在培養(yǎng)過(guò)程中的另一個(gè)特性。次級(jí)代謝與初級(jí)代謝的微生物在分類(lèi)學(xué)上的分布截然不同。轉(zhuǎn)化反應(yīng)是催化脫氫、氧化、羥化、縮合、脫羧、氨化、脫氨化或同分異構(gòu)作用。具有催化作用的固定化細(xì)胞可以反復(fù)多次使用。在 18 世紀(jì)中期， CagniardLatour, Schwann 和 Kutzing 分別證實(shí)了酒精發(fā)酵中的酵母活動(dòng)規(guī)律。在發(fā)生器中，填充惰性物質(zhì)（如焦碳、煤和各種木刨花），酒從上面緩慢滴下。酵母在豐富養(yǎng)料中快速生長(zhǎng)，使培養(yǎng)液中的氧耗盡。發(fā)酵器是由低碳鋼制成的具有半圓形的頂和底的圓桶。早期青霉素生產(chǎn)與