【正文】 酒從上面緩慢滴下。在 18世紀(jì)末到 19世紀(jì)初，基礎(chǔ)培養(yǎng)基是用巴氏滅菌法處理，然后接種 10%優(yōu)質(zhì)醋使呈酸性，可防治染菌污染。在 20 世紀(jì)初，在釀酒和制醋工業(yè)中已建立起過程控制的概念。其中面包酵母和有機(jī)熔劑的發(fā)酵有十分重大進(jìn)展。酵母在豐富養(yǎng)料中快速生長，使培養(yǎng)液中的氧耗盡。限制營養(yǎng)物的初始濃度，使細(xì)胞生長寧可受到碳源的限制，而不使受到缺氧的影響；然后在培養(yǎng)過程中加入少量養(yǎng)料。空氣分布管可以用蒸汽進(jìn)行沖刷。所用的過程，至今還可以認(rèn)為是一個(gè)在較少的染菌機(jī)會(huì)下提供良好接種材料和符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的方法。發(fā)酵器是由低碳鋼制成的具有半圓形的頂和底的圓桶。但是，使用 200M3容積的發(fā)酵器，使得在接種物的擴(kuò)大和保持無雜菌狀態(tài)都帶來困難。同時(shí)，也為成功地進(jìn)行無雜菌需氧過程鋪平道路。青霉素的生產(chǎn)是在需氧過程中進(jìn)行，它極易受到雜菌的污染。早期青霉素生產(chǎn)與溶劑發(fā)酵的不同點(diǎn)還在于青霉素生產(chǎn)能力極低，因而促進(jìn)了菌株改良的進(jìn)程，并對以 后的工業(yè)起著重要的作用。與此同時(shí)，大規(guī)?；厥涨嗝顾氐妮腿∵^程，也是另一大進(jìn)展。 在 60 年代初期，許多跨國公司決定研究生產(chǎn)微生物細(xì)胞作為飼料蛋白質(zhì)的來源，推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)展。最大的有機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的容積，已經(jīng)從第三階段時(shí)的 80M3 擴(kuò)大到 150M3。如以烴為碳源，則在發(fā)酵時(shí)對氧的需求量增加，因而不需要機(jī)械攪拌的高壓噴射和強(qiáng)制循環(huán)的發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)階段中，工業(yè)上普遍采用分批培養(yǎng)和分批補(bǔ)料培養(yǎng)法。與此同時(shí)，釀造業(yè)中也研究連續(xù)發(fā)酵的潛力，但在工業(yè)中應(yīng)用的時(shí)間極短。超大型的連續(xù)發(fā)酵的操作周期已可超過100 天，其問題是染菌。這類發(fā)酵罐的滅菌，是通過下列手段而達(dá)到的：即高度標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)、料液的連續(xù)滅菌和利用電腦控制滅菌和操作周期，以最大限度地減少人工操作的差錯(cuò)?；蚬こ滩粌H能在不相關(guān)的生物間轉(zhuǎn)移基因，而且還可以很精確地對一個(gè)生物的基因組進(jìn)行交換。由此形成新型的發(fā)酵過程，如胰島素和干擾素的生產(chǎn)，使工業(yè)微生物所產(chǎn)生的化合物超出了原有微生 物的范圍。確信基因操作技術(shù)將引起發(fā)酵工業(yè)的革命，并出現(xiàn)大量新型過程。 二、國外發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展趨勢 1，一是生物轉(zhuǎn)化（或生物合成）技術(shù)成為國外著名化學(xué)公司爭奪的熱點(diǎn)，并逐步從醫(yī)藥領(lǐng)域逐漸向化工領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，使傳統(tǒng)的以石油為原料的化學(xué)工業(yè)發(fā)生變化，向條件溫和、以可再生資源為原料的生物加工過程轉(zhuǎn)移。 2，二是生物催化合成已成為化學(xué)品合成的支柱之一。手性化合物是國外目前生物技術(shù)的主要生產(chǎn)產(chǎn)品。 乙醛酸是合成香蘭素和許多中間體的重要原料，乙醛酸目前主要采用化學(xué)法生產(chǎn)。 1995 年日本天野制藥公司申請了第一個(gè)雙酶法生產(chǎn)乙醛酸的工藝。 3，三是利用生物技術(shù)生產(chǎn)有特殊功能、性能、用途或環(huán)境友好的化工新材料，是化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。 目前國外許多大公司如杜邦、孟山都在生物新材料研究上投 入了大量的人力和物力。 采用傳統(tǒng)化學(xué)法由丙烯腈合成的丙烯酰胺，轉(zhuǎn)化率僅為 97％～ 98％。丙烯酰胺生產(chǎn)自 20世紀(jì) 80年代在日本實(shí)現(xiàn)了生物法合成工業(yè)化后，成本和產(chǎn)品純度都優(yōu)于化學(xué)法?；瘜W(xué)法工藝有以下缺點(diǎn)：需在高溫條件下反應(yīng)，能源消耗大；高溫導(dǎo)致油脂的降解 ，產(chǎn)生深褐色和焦糊味；需要分子精餾分離單甘酯和二甘酯。生物酶法生產(chǎn)單甘酯比化學(xué)法的專一性高，大大地簡化了后提取工藝，降低了生產(chǎn)成本。許多生物功能材料都是由生物發(fā)酵法生產(chǎn)的，如透明質(zhì)酸、黃原膠等目前都已實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵法生產(chǎn)。利用順酐和富馬酸等為原料經(jīng)化學(xué)法生產(chǎn)天門冬氨酸轉(zhuǎn)化率僅為 80％～ 85％，而采用酶法生產(chǎn)，天門冬氨酸的轉(zhuǎn)化率可達(dá) 99％以上。白酒的起源，當(dāng)在元朝以前，尚待考證。在漢武帝時(shí)代開始有了葡萄酒，距今已有兩千多年的歷史。直到 20 世紀(jì)中期才建立了一系列新的微生物工業(yè)。 1，白酒 中國的釀酒業(yè)，距今已有數(shù)千年的歷史淵源。 1949 年新中國成立時(shí)，我國白酒的產(chǎn)量只有 萬 t。目前，我國白酒的產(chǎn)量為 400余噸。六家公司占據(jù)約 10％的市場份額，銷售收入占整個(gè)行業(yè)的 ％。目前年產(chǎn)量為 130 萬噸左右。 1915 年國人投資的雙合盛啤酒廠建成。經(jīng)過近 20 年的競爭，中國啤酒業(yè)從 “小國寡民 ”的 “春秋時(shí)代 ”，進(jìn)入到諸侯割據(jù)、群雄逐鹿的 “戰(zhàn)國時(shí)代 ”。步入新世紀(jì)后，戰(zhàn)國紛爭的格局又逐漸演變成青啤、燕京、華潤 “三強(qiáng) ”鼎立的態(tài)勢。選用峻山 泉水釀造而成的 “青島啤酒 ”，不僅在大陸擁有眾多的消費(fèi)者，而且還銷往港澳、美國市場，啤酒出口量超過全國出口的 50％，是中國最有知名度的啤酒，曾連續(xù)多次獲得國內(nèi)國際大獎(jiǎng)。 1981 年在順義縣以 1 萬噸的年產(chǎn)量起步，到 2020年增至 141 萬噸，躍居全國第二。 2020 年 “燕京啤酒 ”商標(biāo)價(jià)值已達(dá) 億元。前不久，華潤啤酒將總部從沈陽遷至北京。資本、技術(shù)和行銷優(yōu)勢的迅速整合，無疑會(huì)加速華潤啤酒在中國市場拓展的步伐。目前我國葡萄酒工廠已有近八十家。年產(chǎn)萬噸以上的有張?jiān)?、王朝、華夏、長城、新天酒業(yè)、柳河綠源、煙臺威龍、煙臺中梁。 5，醬油和醋 早在三千年前便已掌握了醬油和醋發(fā)酵的技法，數(shù)千年來一直沿用自然發(fā)酵法，直到 20 世紀(jì)后才開始采用純種培養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)，目前設(shè)備及釀造方法逐步實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化醬油年產(chǎn)量約為 450萬噸，已居世界首位醋年產(chǎn)量約為 250 萬噸。 1934 年華僑投資在上海浦東設(shè)立中國酒精廠，當(dāng)時(shí)號稱遠(yuǎn)東第一大型酒精廠。 2020年酒精產(chǎn)量約為 250萬噸左右。目前有酶制劑生產(chǎn)廠家40 家左右，其中萬噸以上，銷售額 2020萬以上有 8 家，其余均在萬噸以下。 8，檸檬酸 1953 年我國曾進(jìn)行淺盤發(fā)酵制檸檬酸的中型生產(chǎn)。生產(chǎn)能力為 56 萬 t/a，實(shí)際產(chǎn)量達(dá) 35 萬 t/a 左右，出口量居世界第一 位。 1958年我國最大的抗生素工廠 ——華北制藥廠亦正式投入生產(chǎn)。味精生產(chǎn)萬噸以上產(chǎn)量的工廠有 17 家。目前年產(chǎn)量 130 多萬噸。 12，細(xì)胞工程產(chǎn)品 紫草、三七等等植物細(xì)胞已可在發(fā) 酵罐種大規(guī)模培養(yǎng)。 五、我國發(fā)酵工業(yè)的主要進(jìn)步 1，發(fā)酵產(chǎn)品增長快、質(zhì)量明顯提高，在國民經(jīng)濟(jì)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。 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。 功能性發(fā)酵制品 : r亞麻酸；冬蟲夏草；蘑菇、靈芝多糖 。 六、與國際先進(jìn)水平的差距 雖然我國發(fā)酵工業(yè)取得了長足的發(fā)展，但 總體水平與先進(jìn)國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。味精生產(chǎn)原料我國主要以淀粉為原料，成本相對比較高，噸產(chǎn)品制造成本比國外高 2020 元左右。 1998 年味精生產(chǎn)企業(yè) 89 家，其中虧損 37 家，占 41％。 1998 年有 28 家生產(chǎn)，虧損企業(yè) 12 家，占 42％。 2， 生產(chǎn)技術(shù)水平比較低 我國淀粉生產(chǎn)企業(yè)約 400 家，玉米淀粉原料干物收率平均在 90％左右，比國外低 5％8％，多數(shù)工廠付產(chǎn)品回收利用較差。 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％。 國內(nèi)外酶制劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對比 國別／品種 國外 (占比例 )％ 國內(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，國內(nèi)市場只占 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，我國這方面研究的很少。 5， 技術(shù)裝備和檢測手段落后，自動(dòng)化水平低。 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，一般比國外先進(jìn)水平低 3％ 5％。 2 儀器 下端彎曲與管身成直角的滴定管。緩和煮沸 10min，冷卻。 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。同時(shí)作空白試驗(yàn)校正結(jié)果。 （ 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。 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。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。 （ 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。 6 計(jì)算 根據(jù)稀釋麥芽汁在正式測定中的用量，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。 （ 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。操作時(shí)可以按比例配成 100ml）。用時(shí)按要求稀釋。 查表得 100ml麥芽汁中麥芽糖毫克數(shù) 1000 f179。 n 1000179。 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。 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，（水用于空白對照），各比色管中分別加入 的顯色劑，搖勻，在 沸水中加熱 16min。 加入 ，搖勻，在 30min 內(nèi)于 570nm 處測定吸光度值。 100179。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，因此上述測定結(jié)果為總聯(lián)二酮含量 (以雙乙酰表示 )。 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。 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。然后用水封口，進(jìn)行蒸餾，直至餾出液接近 25mL(蒸餾需在 3～ 5min 內(nèi)完成 )時(shí)取下容量瓶，達(dá)到室溫用水定容，搖勻。比色測定操作須在 20min 內(nèi)完成。 實(shí)驗(yàn)四 總酸（ 電位滴定法） 1 原理 酸堿中和原理。 2 儀器 自動(dòng)電位滴定儀：精度 177。 ℃，帶振 蕩裝置。 b) 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：現(xiàn)用現(xiàn)配。 )℃振蕩水浴中恒溫 30min，取出，冷卻至室溫。 b) 用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校正自動(dòng)電位滴定儀。 c) 吸取處理好的試樣 ，放入校正好的電極，開啟電磁攪拌器，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，開始每次約加 至 pH=，然后每次滴加 直至 pH=為其終點(diǎn) ，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。 所得結(jié)果應(yīng)表示至一位小數(shù)。 實(shí)驗(yàn)五 酒精度 1 原理 利用在 20℃時(shí)酒精水溶液與同體積純水質(zhì)量之比，求得相對密度 (以 d2020表示 )。 2 儀器 a) 全玻璃蒸餾器： 500mL； b) 恒溫水浴：精度 177。 3 分析步驟 容量法 蒸餾 用 100mL 容量瓶準(zhǔn)確量取試樣（ ） 100mL，置于蒸餾瓶中，用 50mL 水分三次沖洗容量瓶洗液并入蒸餾瓶中，加玻璃珠數(shù)粒，裝上蛇型冷凝管，用原 100mL 容量瓶接收餾出液 (外加冰浴 )，緩緩加熱蒸餾 (冷凝管出口水溫不得超過 20℃ )，收集約 96mL 餾出液 (蒸餾應(yīng)在 30～ 60min 內(nèi)完成 )，取下容量瓶，調(diào)節(jié)液溫至 20℃，補(bǔ)加水定容，混勻，備用。 將煮沸冷卻至 15℃的水注滿恒重的密度瓶，插上帶溫度計(jì)的瓶塞 (瓶中應(yīng)無氣泡 )，立即浸于 (20177。用濾紙吸去溢出支管的水，立即蓋好小帽，擦干后，稱量。 試樣餾出液 (20℃ )的相對密度按式 (4)計(jì)算： mm mmd ??? 122020 ???????????????????????? (4) 式中： d2020 —— 試樣餾 出液 (20℃ )的相對密度 (比重 )； m2 —— 密度瓶和餾出液的質(zhì)量， g ； m —— 密度瓶的質(zhì)量， g ； m1 —— 密度瓶和水的質(zhì)量， g 。 即為啤酒試樣的酒精度， %(V/V) 或 g/100mL。 重量法 a) 蒸餾 稱取制備好的試樣 () 100g，精確至 ，全部移入 500mL 已知質(zhì)量的