【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中起重要作用 新型發(fā)酵工業(yè)：年產(chǎn)量 115 萬噸；產(chǎn)值 150億；利稅 50億。釀酒工業(yè)（不包括酒精）：年產(chǎn)量 2020 萬噸左右；產(chǎn)值 450 億；利稅 120 億。 2，科技進(jìn)步，技術(shù)水平提高 例如：糖化酶的發(fā)酵液酶活力由 7000u／ ml 提高至 3000040000u／ ml；味精和檸檬酸三個(gè)主要指標(biāo)：產(chǎn)酸率、轉(zhuǎn)化率和提取率提高 5%左右。 3，積極開發(fā)新產(chǎn)品 特鮮味精；無水檸檬酸、檸檬酸鹽；高溫α 淀粉酶；纖維素酶；β 葡聚糖酶；異淀粉酶等酶制劑； L蘋果酸； L乳酸；衣康酸；黃原膠 。 功能性發(fā)酵制品 : r亞麻酸；冬蟲夏草；蘑菇、靈芝多糖 。 活性肽；紅曲色素 , 低聚異麥芽糖、果糖、半乳糖、木糖；海藻糖等等。 六、與國(guó)際先進(jìn)水平的差距 雖然我國(guó)發(fā)酵工業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但 總體水平與先進(jìn)國(guó)家相比還是有較大差距，主要表現(xiàn)在： 1， 多數(shù)工廠規(guī)模小、效益低 味精生產(chǎn)萬噸以上產(chǎn)量的工廠有 17 家，其余都在萬噸以下，最大規(guī)模是周口蓮花味精集團(tuán)公司，年產(chǎn) 12 萬噸，其次是菱 花集團(tuán)，年產(chǎn) 8 萬噸。發(fā)酵罐容量我國(guó)只有個(gè)別工廠在6060 立方米，而國(guó)外普遍在 500600 立方米以上。味精生產(chǎn)原料我國(guó)主要以淀粉為原料，成本相對(duì)比較高，噸產(chǎn)品制造成本比國(guó)外高 2020 元左右。日本勞動(dòng)生產(chǎn)率高，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 1998 年味精生產(chǎn)企業(yè) 89 家，其中虧損 37 家，占 41％。 檸檬酸行業(yè)萬噸以上的工廠有六家，其余均在萬噸以下，最大規(guī)模是安徽豐原生化集團(tuán)，年產(chǎn) 6 萬噸以上。 1998 年有 28 家生產(chǎn)，虧損企業(yè) 12 家，占 42％。 酶制劑行業(yè)有 39 家，其中萬噸以上，銷售額 2020萬以上有 8 家，其余均 在萬噸以下。 2， 生產(chǎn)技術(shù)水平比較低 我國(guó)淀粉生產(chǎn)企業(yè)約 400 家，玉米淀粉原料干物收率平均在 90％左右，比國(guó)外低 5％8％，多數(shù)工廠付產(chǎn)品回收利用較差。 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，主要以淀粉酶類為主，如： 1991 年酶制劑總產(chǎn)量為 9萬噸，其中糖化酶總產(chǎn)量 7萬噸，占總產(chǎn)量 78％，其他品種只占 22％。 8年來結(jié)構(gòu)調(diào)整仍變化不大， 1999 年糖化酶占總產(chǎn)量比例達(dá)到 64％。與國(guó)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)照顯然不合理，當(dāng)然我們不能照搬，但是可以借鑒，可以根據(jù)中國(guó)國(guó)情依市場(chǎng)需求加以調(diào)整。 國(guó)內(nèi)外酶制劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)比 國(guó)別／品種 國(guó)外 (占比例 )％ 國(guó)內(nèi) (占比例 )％ 諾和諾德 1997 年年報(bào) (世界 )％ 蛋白酶 37 21 洗滌劑用酶 38 糖化酶 11 61 淀粉加工用酶 11 淀粉酶 15 17 紡織用酶 9 凝乳酶 9 0 其他行業(yè) 42 果膠酶 9 少量 2 2 葡萄糖異構(gòu)酶 11 少量 2 2 其他 8 1 2 2 4， 應(yīng)用的深度和廣度不夠 檸檬酸產(chǎn)品以出口為主，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)只占 20％左右，主要應(yīng)用于食品飲料，其他方面應(yīng)用很少，美國(guó)和西歐已廣泛開展應(yīng)用于家用洗滌劑、清潔劑、醫(yī)藥化妝品以及飼料工業(yè)中，我國(guó)這方面研究的很少。 酶制劑由于品種的缺乏，以及應(yīng)用技術(shù)上開展不夠，因此應(yīng)用面拓展緩慢。 5， 技術(shù)裝備和檢測(cè)手段落后，自動(dòng)化水平低。 多數(shù)工廠還是沿用傳統(tǒng)工藝和手工操作，勞動(dòng)生產(chǎn)率比較低。 6， 綜合利用和環(huán)境治理差 目前三河和三湖一帶的發(fā)酵工廠的廢水已初步得到了治理，重點(diǎn)工廠已達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是離清潔生產(chǎn)還有較大距離，表現(xiàn)在原料利用率比較低，一般比國(guó)外先進(jìn)水平低 3％ 5％。 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，新酶品種開發(fā)和應(yīng)用 3，食品添加劑新品種開發(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。 2 儀器 下端彎曲與管身成直角的滴定管。 3 試劑 （ 1） 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 配制：溶 26克硫代硫酸鈉及 1000ml水中。緩和煮沸 10min，冷卻。將溶液保存于棕色具塞瓶中，放置一周后過濾備用。 標(biāo)定： 稱取于 120℃烘至恒重的重鉻酸鉀 克，稱準(zhǔn)至 ，置于 500ml具塞錐形瓶中，溶于 25ml煮沸并冷卻的水中，加 2 克碘化鉀及 20ml 4N 的硫酸。待碘化鉀溶解后，于暗處放置 10min，加 250ml水，用 N硫代硫酸鈉溶液滴定，近終點(diǎn)時(shí)加 3ml %淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)變成亮藍(lán)綠色。同時(shí)作空白試驗(yàn)校正結(jié)果。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。 （ 3） %淀粉溶液 ，加少量水調(diào)成糊狀，在不斷攪拌下注入 200ml沸水中，微沸 2min，冷卻，加水稀釋成 250ml。 （ 4） 30%醋酸溶液 取 ，用水定容至 100ml. （ 5） 斐林溶液 A. 硫酸銅溶液 溶 克硫酸銅于水中，稀釋至 。 B. 堿性酒石酸鹽溶液 溶 173 克酒石酸鉀鈉， 50 克氫氧化鈉溶于水中，稀釋至。 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。斐林溶液的校正系數(shù) f 計(jì)算如下： 式中： V—— 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（ ml） —— 每毫升 硫代硫酸鈉溶液相當(dāng)?shù)你~的克數(shù) —— 每毫升斐林溶液的 A液中含有的銅的克數(shù) （ 6）次甲基藍(lán)指示液， 1% 1g次甲 基藍(lán)溶于 100ml水中。 5 操作步驟 （ 1）取糖化試驗(yàn)的麥芽汁，稀釋至 20 倍或更合適的倍數(shù)，使其滴定量在 15～ 50ml之間。 （ 2） 預(yù)備實(shí)驗(yàn) 取斐林溶液 A、 B 各 ，置錐形瓶中，加 10ml 水稀釋，加熱使其于 5min 內(nèi)沸騰，在沸騰狀態(tài)下用滴定管滴入稀釋麥芽汁至藍(lán)色即將消失時(shí)，加 1～ 2 滴次甲基藍(lán)指示液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失，記錄所用稀釋麥芽汁的數(shù)量。 （ 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。 6 計(jì)算 根據(jù)稀釋麥芽汁在正式測(cè)定中的用量，查表得相應(yīng)麥芽糖量，再用下式計(jì)算： 總還原糖（麥芽糖， g/ml麥汁）＝ f179。 n 或 總還原糖（麥芽糖， g/100g浸出物）＝ 式中： f—— 斐林溶液系數(shù) n—— 稀釋倍數(shù) G—— 麥芽汁中浸出物含量（ %） D—— 麥芽汁 20℃比重 注意事項(xiàng)： （ 1） 本測(cè)定的操作條件必須嚴(yán)格控制，加熱時(shí)間、滴定速度每次測(cè)定都必須一致，由沸騰至滴定完畢必須在 3min 內(nèi)結(jié)束，否則應(yīng)重做 。 （ 2） 用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定斐林溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)正好 ，否則計(jì)算時(shí)應(yīng)把用量換算成相當(dāng)于 的用量。 實(shí)驗(yàn)二 α 氨基氮的測(cè)定（茚三酮法） 實(shí)驗(yàn)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 。操作時(shí)可以按比例配成 100ml）。 b 稀釋溶液 ： 2 克碘酸鉀溶于 600ml水中，再加入 96%乙醇 400ml. c 標(biāo)準(zhǔn)溶液： 溶 100ml水中， 0℃貯藏。用時(shí)按要求稀釋。該溶液含有 200mgα 氨基氮 /升。 查表得 100ml麥芽汁中麥芽糖毫克數(shù) 1000 f179。 查表得 100ml麥芽汁中麥芽糖毫克數(shù) 179。 n 1000179。 G179。 D 實(shí)驗(yàn)操作 取糖化的麥芽汁 （或者是其他的合適量，使稀釋后的濃度為 13mgα 氨基氮 /升），放入 100ml的容量瓶中，稀釋到刻度，搖勻。 標(biāo)準(zhǔn)甘氨酸溶液稀釋液：取 ，在 100ml的容量瓶中稀釋到刻度。 取麥芽汁稀釋溶液、水、標(biāo)準(zhǔn)的甘氨酸溶液（三個(gè)）稀釋液各 ，放入比色管中，（水用于空白對(duì)照），各比色管中分別加入 的顯色劑，搖勻，在 沸水中加熱 16min。（此時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)備 20℃的水?。? 20℃水浴中冷卻 20min。 加入 ，搖勻，在 30min 內(nèi)于 570nm 處測(cè)定吸光度值。 計(jì)算 游離的α 氨基氮（毫克 /升麥芽汁） =2179。 100179。樣品溶液吸光度值 / 標(biāo)準(zhǔn)溶液平均吸光度 實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)下進(jìn)行測(cè)定。由于其他聯(lián)二酮類都具有相同的反應(yīng)特性，再加上蒸餾過程中部分前驅(qū) 體要轉(zhuǎn)化成聯(lián)二酮，因此上述測(cè)定結(jié)果為總聯(lián)二酮含量 (以雙乙酰表示 )。 2 儀器 a) 帶有加熱套管的雙乙酰蒸餾器 ； b) 具有錐形瓶 (或平底蒸餾燒瓶 )的蒸汽發(fā)生瓶： 2020mL(或 3000mL) ； c) 容量瓶： 25 mL ； d) 紫外分光光度計(jì)：備有 10mm 石英比色皿或 20mm 玻璃比色皿。 3 試劑和溶液 a) 4mol/L 鹽酸溶液：按 GB/T 601 配制； b) l0g/L 鄰苯二胺溶液：稱取鄰苯二胺 ，溶于 4mol/L 鹽酸溶液中，并定容至10mL，搖勻，放于暗處。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； c) 有機(jī)硅消泡劑 (或甘油聚醚 ) 。 4 分析步驟 蒸餾 將雙乙酰蒸餾器安裝好，加熱蒸汽發(fā)生瓶，使水至沸。通汽預(yù)熱后，置 25mL 容量瓶于冷凝器出口接受餾出液，外加冰浴冷卻，加 2～ 4 滴消泡劑于 100mL量筒中，再注入未經(jīng)除氣的預(yù)先冷至 5℃左右的酒樣 100mL，迅速