生物工程工艺实习报告

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2014年9月12日

淀粉质原料生产酒精工艺

一、基本原理

利用薯类、谷类及野生植物等含淀粉的原料，在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发酵成为酒精。 二、实习目的

掌握淀粉质原料发酵生产酒精的工艺原理及生产过程中存在的问题。 三、工艺流程

水 蒸汽 糖化醪 酒母 蒸汽

成品酒精 原料 预处理 蒸煮 糖化 发酵 蒸馏 杂醇油 醛酯等 酒糟

图1 淀粉质原料酒精发酵工艺流程

四、操作过程

第一部分 糖化醪制备

一、 实习目的

1. 掌握糖化醪的制备过程。 2. 理解糖化醪的制备原理。 二、仪器材料

糖化锅、商品淀粉、α-淀粉酶、糖化酶、分光光度计、分析天平、盐酸溶液（20%）、氢氧化钠溶液200g/L。

标准葡萄糖溶液2.5g/L：精确称取2.5000g（称准至0.0001g）在105~110℃烘箱内烘干3h并在干燥器中冷却的葡萄糖，用水溶解定容至1000ml。

次甲基蓝指示液10g/L：称取1.0g次甲基蓝，溶解于水中，稀释至100ml。 斐林氏A、B液

a. 配制：斐林氏液A：称取分析纯硫酸铜69.28g，溶于蒸馏水中，稀释至1000ml，放置1d，

过滤，贮于棕色瓶中。斐林氏液B：称取分析纯氢氧化钠100g和分析纯酒石酸钾钠346g，溶于蒸馏水中，稀释至1000ml，放置2d，用石棉垫抽滤。

b. 标定预备实验：取菲林试剂A、B液各5.00ml于250ml三角瓶中，加50ml水摇匀，在电炉上加热至沸，在沸腾状态下用制备好的葡萄糖标准溶液滴定，当溶液的蓝色将消失呈红色时，加2滴次甲基蓝指示液，继续滴至蓝色消失，记录消耗的葡萄糖标准溶液的体积。 正式试验：取斐林试剂A、B液各5.00ml于250ml三角瓶中，加50ml水和比预实验少1ml的葡萄糖标准溶液，加热至沸，并保持2min，加两滴次甲基蓝指示液，在沸腾状态下于1min内用葡萄糖标准溶液滴至终点，记录消耗的葡糖糖标准溶液的总体积。 三、操作步骤

1.取淀粉400g加入1800ml 45℃温水的糖化锅中搅拌均匀。加入02%氯化钙（3.6g）并调节pH6.0-6.2之间。

2.取α-淀粉酶，5U/g淀粉（2g），于50ml温水中浸泡15min待用。

3.一边搅拌淀粉溶液，一边将温度升高到50-60℃，然后加入α-淀粉酶液，再取50ml温水将残余酶液冲干净，并倒入淀粉液中。继续升温到75℃，保持15min，观察现象。过程中要继续搅拌。

4.继续升温到85℃，恒温20-30min，以碘液反应不变色，表示液化结束。 5.将上述醪液迅速冷却至58-60℃，调pH4.4-4.6

6.称取糖化酶（200U/g淀粉 4g），加入醪液中，60℃恒温1.5小时。注意记录醪液形态变化情况。

7.糖化结束，糖化醪液应用温开水补足蒸发损失水分，使总醪液为2000ml，并取样检测。 四、糖化醪的测定及数据处理 1. 糖化醪还原糖测定

取糖化醪10ml，用水洗入250ml容量瓶中，加蒸馏水定容后混合均匀，然后吸入5ml注入盛有斐林甲、乙液各5ml和水20ml的150ml三角瓶中，按滴定法定糖。空白用5ml水代替样品测定。

（V1-V2）?250?100?0.0025 还原糖%= （g葡萄糖/100ml）

5?10

V1 …….. 空白滴定消耗的葡萄糖标液毫升数 V2 …….. 试样滴定消耗的葡萄糖标液毫升数 2. 糖化醪总糖测定

取糖化醪10ml，用水洗入250ml容量瓶中，加蒸馏水70ml和20%盐酸20ml，塞上一米长玻璃管的橡皮塞，沸水水浴60min，取出激冷，用20%NaOH中和到微酸性（缓慢中和不要过量），倒入250ml容量瓶中，按滴定法定唐。空白用5ml水代替样品测定，计算方法同“还原糖滴定”。 3. 糖化率计算

糖化率=糖化醪还原糖?100%

糖化醪总糖五、糖化醪结果及数据处理 1. 淀粉液化和糖化现象

(1)淀粉溶液中加入α-淀粉酶后由刚开始的糊状慢慢变稀，变透明状，粘度降低。 (2)加入糖化酶以后，醪液的颜色逐渐变深，颜色由：乳白色 乳黄色 淡黄色 2. 糖化醪还原糖测定 (1)实验现象：

①斐林试剂甲乙液混合溶液由浅蓝色变成深蓝色。

②在电炉上加热至沸腾后，溶液蓝色褪去，生成砖红色沉淀。

③加入次甲基蓝后，滴定标准葡萄糖溶液后，溶液蓝色消失显红色，滴定终点已到。 (2)实验结果： V1=21ml, V2=7.1ml.

（V1-V2）?250?100?0.0025还原糖%=5?10（21-7.1）?250?100?0.0025 =

5?10 =17.375%

3. 糖化醪总糖测定结果 V2=6.1ml.

（-）?250?100?0.0025还原糖%=V1V25?10（21-6.1）?250?100?0.0025 =5?10 =18.625%4. 糖化率计算

糖化率=糖化醪还原糖?100%糖化醪总糖17.375 =?100%

18.625 =93.29%5. 结果分析

本次实验糖化醪还原糖含量为：17.375%，总糖含量为：18.625%，糖化率为：93.29%。 淀粉经过液化和糖化，效果显著糖化率较好。 6. 不足及改正之处

由于实验器材缺少，浪费了实验时间。 一、 实习目的

1. 掌握糖化醪酒精发酵的操作过程。 2. 理解糖化醪酒精发酵的原理。 二、仪器材料

1%酚酞指示剂 1M NaOH溶液 20%盐酸溶液 20%NaOH溶液 斐林试剂 次甲基蓝指示剂 01N NaOH溶液 025%标准葡萄糖溶液 活性酒精酵母 三角瓶 发酵栓 滴定管 电炉 移液管 冷凝管 圆底烧瓶 温度计 容量瓶 pH试纸 一米长玻璃管 铁架台 天平 酒精比重计 恒温培养箱 三、操作步骤

1. 将活酵母活化：取12-14BX的麦芽糖或黄豆汁（3%葡萄糖），在500ml三角瓶中加入适量活性酵母，待用。

2. 在2000ml糖化醪中加入20ml玉米浆或者黄豆浆灭菌，并装入预先消毒的25000ml发酵瓶中。

第二部分 糖化醪的酒精发酵

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