生料酿酒工艺实验报告.docx

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生料酿酒工艺实验报告

生料酿酒工艺研究

学生姓名：

陈晓敏指导教师：

海洪，张会香，王秀丽

摘要：

论述了淀粉的糖化机理、生料酿酒的原理、工艺过程、酒曲的配方及生料酿酒在我国的发展情况。

生料酿酒较传统的酿酒工艺过程简单、节约能源、便于工业化生产。

关键词：

糖化;生料酿酒;酒曲;生淀粉

Technologyofliquor-makingwithuncookedmaterials

Student:

CHEN-Xiao-MinTeacher:

Haihong,ZHANGHui-xiang,WANGXiu-li

Abstract:

Abstract:

thispaperdiscussesthemechanismofstarchsaccharification,theprinciplesofwinebrewingwithuncookedmaterials,thetechnologicalprocess,couldinwinebrewingwithuncookedmaterialsformulationanddevelopmentofourcountry.RawmealWinethantraditionalwinemakingprocessissimple,energysaving,convenientforindustrialproduction.

Keywords:

mash;Rawwine;Could;Rawstarch

前言

生料酿酒就是微生物利用生淀粉直接进行生长、繁殖及代谢的过程。

在这个过程中，首先微生物利用自身所产的生酶将生淀粉转化成葡萄糖，提供微生物生长、繁殖所需要的能量，同时在酒化酶的作用下，将葡萄糖转化成酒精，排出细胞外的过程。

生料酿酒工艺与传统发酵酒精工艺比较，具有节约能源，提高出酒率，操作简便，便于工业化生产等优点，被誉为我国白酒（酒精）工业发展的方向。

全球性的能源危机，使生料酿酒项目的研究愈来愈迫切。

自20世纪20年代Stamberg等人提出∝淀粉酶能水解4%-10%的小麦生淀粉以来，各国科学家在此方面做了大量的研究工作。

本文分别以大米、小麦、玉米为原料，采用正交实验的方法研究生料酿酒工艺，经过实验，我们认为：

不同的淀粉质原料酒精发酵的能力不同，在相同的条件下，大米的发酵能力最强，玉米次之，小麦最差。

菌种的加量与淀粉质原料的发酵率有关，但并不意味菌种加量愈多，淀粉质原料的出酒率愈高，实验发现菌种加量以1%为宜。

料水比例（淀粉浓度）与原料出酒率有关，以14%为宜。

这与淀粉浓度在13%-16%时底物与产品对菌种的抑制最小的结论一致。

生料浓醪酒精发酵工艺是否合理，有待进一步研究。

介质的PH值与淀粉质原料的出酒率亦有一定的关系，PH=4时淀粉质原料的酒精发酵率最高，这就说明生料酿酒的效率与糖化酶的活力有关，我们知道PH=4是糖化酶的最适作用的PHE值。

测定每日酒精的产量，提出酒精发酵的动力学模型，为工业化生产酒精提供了理论依据。

通过模拟实验我们发现，单一的淀粉酶并不能水解生淀粉，与糖化酶一起使用，其水解力达到单一糖化酶效率的>F<倍，这说明简单地利用淀粉酶、糖化酶及活性干酵母复配生料发酵剂是不可取的，生料酿酒之所以能提高原料的出酒率3-5倍，原因在于群微共酵。

本文旨在为推动生料酿酒技术的普及提供理论指导。

1实验原理

1.1生料酿酒原理

利用大米中富含的淀粉发酵酿酒，通过各种酶的作用，将淀粉转化为可发酵性糖，然后经过酒母的发酵作用，将可发酵糖转化成酒精，生料酿酒的关键是酒曲，酒曲既要能将生淀粉转化为糖，同时又要将糖转化为酒精。

生料酿酒就是酿酒的原料不需要蒸熟，直接用生料就能把淀粉转化成糖，再转化成乙醇。

只要含有淀粉的物质或含糖的物质都能转化成乙醇即食用酒精。

除了大米外，其他粮食都需要粉碎。

要想用生料酿出的白酒口感好，必须搭配好酿酒的原料。

高粱酿酒香，但出酒少。

大米出酒多，但不够暴。

玉米出酒率仅次于大米。

但小酒厂因没有脱胚机械，故酿出的酒就有玉米味。

小麦酿出的酒适合大众口味,但受资源限制,大麦酿味道很好,所以搭配好酿酒原料才是关键,一般根据当地产的粮食和当地人口感适当搭配,

工艺:

原料→粉碎→水→糖化酶→活性干酵母→生香酵母→搅拌→封口→发酵→蒸馏→成品

1.2总酸度测定原理

食品中的有机弱酸用标准碱液进行滴定时，被中和生成盐类：

RCOOH+NaOH→CH3COONa+H2O

以酚酞作为指示剂，滴定至溶液显淡红色，30s不褪色为终点。

根据所消耗的标准碱液的浓度和体积。

计算出样品中酸的含量。

1.3总酯测定原理

先用NaOH中和酒样中的酸性物质，然后加入过量且定量的NaOH标准溶液使之与酒样中的酯类起皂化反应：

CH3C00C2H5+Na0H→CH3COONa+C2H5OH

剩余的碱再用硫酸标准溶液滴定至终点，根据皂化反应所消耗碱量计算酯类总量。

1.4甲醇测定原理

甲醇在磷酸酸性条件下，被高锰酸钾氧化为甲醛。

过量的高锰酸钾及在反应中产生的二氧化锰被草酸—硫酸溶液除去。

然后，加入无色的品红—亚硫酸试剂，使之与氧化生成的甲醛作用生成蓝紫色醌形色素。

根据颜色深浅与标准曲线比较定量。

2实验部分

2.1材料、试剂与仪器

2.1.2实验原料

1．糖化酶北京奥博星生物技术有限公司。

2．活性酵母广州丹宝利公司

3．生香酵母湖北安琪酵母股份有限公司产。

4．大米要求颗粒饱满，无霉变，无杂质，大米淀粉含量≥69%

5．细菌培养基、酵母培养基

2.1.3主要试剂

1%柠檬酸；0.01mol/LNaOH溶液；1%酚酞；0.05%mol/L硫酸溶液；甲醇标准溶液；甲醇标准使用液。

细菌培养基（牛肉膏：

蛋白胨：

氯化钠：

琼脂=1.5：

5:

2.5:

9）

酵母培养基（酵母浸液：

蛋白胨：

葡萄糖：

琼脂=1:

2:

2:

2）

高锰酸钾—磷酸溶液：

称取3克KMnO4，加入15毫升H3PO4（85%）与70毫升水的混合物中，溶解后加水至100毫升，贮于棕色瓶内，为防止氧化能力降低，保存时间不宜过长.

草酸—硫酸溶液：

称取5克H2C2O4或7克H2C2O4·2H2O，溶于H2SO4（1:

1）中至100毫升

品红—亚硫酸溶液：

称取0.1克碱性品红研细后，分批加入共60毫升80℃的水，边加入水边研磨使其溶解，用滴管吸取上层溶液过滤于100毫升容量瓶中，冷却后加人10毫升10%Na2SO3溶液，1毫升浓HCI，再加水至刻度，充分混匀，放置过夜，如溶液有颜色，可加少量活性炭搅拌后过滤，贮于棕色瓶中，置暗处保存，溶液呈红色时，应弃去重新配制。

2.1.4主要仪器

旋转蒸发器RE--52AA（上海亚荣生化仪器厂）、SPX--25B型生化培养箱（上海跃进医疗器械厂）、数显恒温水浴锅、紫外分光光度计、恒温培养箱、手持糖度计、酒精计、电子天平、三角瓶、粉碎机、酸碱滴定管、冷凝管等。

2.2实验方法

2.2.1大米生料酿酒工艺

大米生料酿酒基本工艺路线如下所示：

原料→粉碎→水→生料酒曲→糖化酶→活性干酵母→生香酵母→搅拌→封口→发酵→蒸馏→成品

取粉碎后的大米（40目以上）100g，两份，再取500mL三角烧瓶两个，各加300mL水，然后将称好的大米加入其中，充分搅拌，用1％的柠檬酸调pH值4.0-5.0，温度控制在26～30℃。

按粮、酶比例加入0.3%的糖化酶，同时加入0.2%的活性干酵母和0.1％生香酵母，搅拌均匀，做到不成团，不起疙瘩即可，封闭进行发酵，发酵温度30℃，发酵期控制为8天。

发酵前期每天搅拌一次，使发酵瓶底部的原料与糖化、发酵剂充分接触，均匀彻底发酵，使所有淀粉能充分利用。

发酵中期，搅拌醪液时一定要注意封闭隔氧。

搅棒要清洗干净，以免发酵醪液染菌，升酸较快、较大，影响出酒率。

发酵后期，不宜频繁搅拌，以减少酒精分的挥发损失。

发酵完毕，采用旋转蒸发仪，将酒蒸出，酒精度在40～50°之间；掐去酒头（前4～5mL），取酒，去尾（30°以下的酒）。

2.2.2大米生料酿酒过程监控

发酵前期，进行一次染菌情况检查；发酵中期，每天一次酒精度、总酸度及糖度的检测；发酵后期，每两个小时检测一次酒精度、总酸度及糖度。

发酵液的成熟检查：

眼看液面料糟是否都沉入瓶底，醪液由浑浊变清，发酵终止醪液呈淡茶色，整个发酵醪液呈静止状态，无气泡现象；闻有舒畅的香味和冲鼻的香味逸出；口尝微酸不甜。

成熟度理化检测指标见表2-1。

表2-1理化检测指标

检测项目

酒精度（%）

还原糖

总酸

指标

9～12

<0.35

<0.50

成品检验：

感官无色透明，无沉淀，无悬浮物；香气具有本产品固有的香气；口味味醇和，净爽，无邪杂味；总酯、总酸和甲醇含量测定。

2.2.3检测方法

2.2.3.1总酸度的测定

NaOH的标定：

精确称取0.6克的基准物邻苯二甲酸氢钾，于250mL锥形瓶中，加50mL蒸馏水溶解，加酚酞2滴作指示剂，用配置的NaOH标准溶液滴定至显淡红色，30秒不退色，同时做空白实验，利用公式计算出氢氧化钠标准溶液浓度：

C—氢氧化钠标准溶液浓度；M—基准物邻苯二甲酸氢钾的质量；V1--滴定时所消耗的氢氧化钠标准溶液体积；V2—空白试验所消耗氢氧化钠标准溶液体积。

总酸度的测定：

对于酒类物质，混匀样品直接取样．准确吸取已制备的滤液15mL于250mL锥形瓶中滴加2滴酚酞作指示剂，用0.1mol／L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液显淡红色，30秒不褪色，记录消耗0.1mol／L氢氧化钠标准溶液的量，利用下公式计算总酸度。

其中：

X－总酸度％；C－氢氧化钠标准溶液浓度，mol/L；V－消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；M－样品的体积，mL；V0－样品稀释液总体积；V1－滴定时吸取样品液的体积；K=0.06。

2.2.3.2总酯的测定

取酒样12.5mL（V3），注入250m1具塞锥形瓶中，加2-3滴酚酞作指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液微红，30秒不褪色．

准确加入0.1mol/L氢氧化钠标准溶液12.5mL摇匀，加塞在水浴上回流30分钟，用0.05mol/L硫酸标准溶液（用标定后的0.1mol/L的NaOH标定）滴定至溶液红色刚褪。

按下式计算总酯含量：

总酯（g/L以乙酸乙酯计）=

式中：

C1—氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；C2—硫酸标准溶液的浓度，mol/L；V3—酒样的体积，mL；V4—滴定消耗硫酸标准溶液的体积，mL。

2.2.3.3甲醇的测定

（1）甲醇标准曲线的制备

吸取0.0，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00mL甲醇标准使用液（相当于0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mg甲醇）分别置于25mL具塞比色管中，并加入0.5m160％不含甲醇的乙醇溶液。

各加水至5mL，再依次各加2mL高锰酸钾—磷酸溶液，混匀，放置10min，各加2mL草酸—硫酸溶液，混匀使之褪色，再各加5mL品红—亚硫酸溶液，混匀，于20℃以上静置0.5h，用2cm比色皿，以零管调节零点，于波长590nm处测吸光度，绘制标准曲线。

（2）样品甲醇含量的测定

根据样品中乙醇浓度适当取样（乙醇浓度30%取1.0mL，40％取0.8mL，50％取0.6mL，60％取0.5mL），置于25mL具塞比色管中。

加水至5mL按标准曲线再依次加2mL高锰酸钾－磷酸····方法，测波长590nm处吸光度值。

按下式计算样品甲醇浓度：

甲醇（g／100mL）=

式中：

C—测定样品中甲醇的含量，mg；V5—样品体积，mL

3结果与讨论

3.1发酵期间各指标检测

3.1.1糖度

发酵期间的糖度检测结果如表3-1所示：

表3-1-1糖度检测数据表

测底日期

总糖度

2016/6/3

6

2016/6/4

6

2016/6/5

7

2016/6/6

5

5

5

5

5

发酵过程的总糖度大致是成下降状态，符合实验要求。

3.1.2酸度

发酵期间发酵液的酸度检测结果如图3-2所示：

表3-1-2酸度检测数据表

测底日期

酸度测定

NaOH用量

酸度值

2016/6/3

6.2ml

0.203%

2016/6/4

6.0ml

0.197%

2016/6/5

5.9ml

0.194%

2016/6/6

6.5ml

0.213%

6.5ml

0.213%

6.9ml

0.226%

6.0ml

0.197%

7.7ml

0.246%

3.1.3酒精度

发酵期间的酒精度测定数据如表3-1-3所示：

表3-1-3发酵期间酒精读测试数据表

测底日期

酒精度

2016/6/3

9

2016/6/4

8

2016/6/5

7

2016/6/6

5

5

5

5

5

发酵期间的酒精度与发酵时间吾明显线性关系，说明测试过程存在些许问题。

3.2成品酒各指标检测

成品就的指标检测包括多方面：

总酸度的检测、总酯的检测、甲醇含量的检测、酒精度的检测等，本次实验也就从上述的四个方面来进行对成品就的指标检测，看看实验做出来的成品就能够达到一个怎样的标准，其检测结果如下：

3.2.1酒精度

成品酒的酒精测试结果如表3-2-1所示：

表3-2-1成品酒酒精度检测数据表

测试样品

酒精度

成品酒

16．5

3.2.2总酸度

成品酒的总酸度测试数据如表3-2-2所示：

表3-2-2成品酒总酸度检测数据表

测试样品

酸度测定

NaOH用量

酸度值

成品酒

7．65ml

0.25%

3.2.3总酯

成品酒的总酯的检测数据如表3-2-3所示

表3-2-3成品酒总酯检测数据表

成品酒测定项目

结果数据

总酯测定

0.577g/l

3.2.4甲醇含量

正成品酒的甲醇含量检测数据如表3-2-4所示：

表3-2-4成品酒甲醇含量检测数据表

测定项目

样品液甲醇含量

成品酒甲醇酶100ml含量

甲醇含量

0.00399mg

0.0000027（g/100ml）

3.2.4.1甲醇标准曲线绘制

甲醇标准曲线的数据如表3-2-5所示：

表3-2-5甲醇标准曲线数据表

甲醇含量（mg）

吸光度值

0

0

0.2

0.056

0.4

0.060

0.6

0.064

0.8

0.078

1

0.104

甲醇标准曲线如图3-2-5所示：

图3-2-5甲醇标准曲线图

3.2.4.2甲醇含量计算

总酯（g/L以乙酸乙脂计）=

式中：

C1一氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

C2—硫酸标准溶液的浓度，mol/L;

V3—酒样的体积，ml;

V4—滴定消耗硫酸标准溶液的体积，m1。

所以，本实验本小组的成品酒的总酯计算如下：

总酯（g/L以乙酸乙脂计）=

1000×（0.080×12.5—0.051×2×9.0）×0.088

=12.5

=0.25%

4结论

生料酿酒操作要求在无菌条件下进行，不然已被杂菌污染导致实验失败，所以我们在操作过程中要严格控制操作条件，另外在发酵过程中也要注意发酵温度和搅拌，我们采用摇瓶方式发酵，摇瓶的速度不宜过快，温度控制在30℃。

我们一开始培养了两瓶发酵液，值得注意的是，在操作过程只能打开其中的一瓶，是整个操作过程中只能打开这一瓶，不然另一瓶就会陪污染，这样最后面的蒸馏也就没什么意义了。