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1、实验室啤酒发酵一、实验目的：熟悉静止培养操作，观察啤酒发酵过程，掌握发酵过程中一些指标的分析操作技 能。二、实验原理：啤酒酵母将麦芽汁发酵，产生酒精等发酵产物(啤酒)。三、实验器材：.100升发酵罐。.010o BX糖度表。(3) .10 C -30 C可调生化培养箱。培养基：.麦芽汁发酵培养基1 0 Plato, 50升，糖化制取。.麦芽汁琼脂培养基：麦芽汁加2%琼脂，自然pH。.麦芽汁液体培养基：酵母扩大培养用。菌种：啤酒生产用酵母菌株。四、实验步骤：(1 )麦汁制备(2) 酵母菌种分离纯化与质量鉴定(3) 菌种扩大培养汁50升，10BX, 11C-接种量1.5X 107个细胞/mL一主发
2、酵，11C, 57天一至4.0BX 时结束(嫩啤酒)。在主发酵过程中，每天测定下列项目：糖度、细胞浓度、出芽率、染色 率、酸度、a-氨基氮、还原糖、酒精度、pH、双乙酰。然后以时间为横坐标，这些指标为纵坐标，叠画于方格纸(5)后发酵五、作业要求(1) .画出发酵周期中上述上述指标的曲线图，并解释它们的变化。(2) .记下操作体会与注意点。实验一协定法糖化试验一、实验目的：协定法糖化试验是欧洲啤酒酿造协会(EBC )推荐的评价麦芽质量的标准方法，我们用该法进行小量麦芽汁制备，并借此评价所用麦芽的质量。二、实验原理：利用麦芽所含的各种酶类将麦芽中的淀粉分解为可发酵性糖类，蛋白质分解为氨 基酸(具体
3、参见理论部分第二节)。三、实验器材和试剂：1实验室糖化器：由水浴和500600 mL的烧杯组成糖化仪器，杯内用玻棒搅拌或用100C温度计作搅拌器（此时搅拌应十分小心，以免敲碎水银头）验时杯内液面应始终 低于水浴液面。最好采用专用糖化器：该仪器有一水浴，水浴本身有电热器加热和机械搅拌装 置。水浴上有48个孔，每个孔内可放一糖化杯，糖化杯由紫铜或不锈钢制成，每一杯内都带有 搅拌器，转速为80100转/分，搅拌器的螺旋桨直径几乎与糖化杯同，但又不碰杯壁，它离杯底距离只有12 mm。2白色滴板或瓷板，玻棒或温度计。3滤纸，漏斗，电炉。4碘溶液，0.02N：2.5克碘和5克碘化钾溶于水中，稀释到1000
4、毫升。四、实验步骤1. 协定法糖化麦汁的制备（1）取50g麦芽，用植物粉碎机将其粉碎。（2）在已知重量的糖化杯（500600 mL烧杯或专用金属杯）中，放入50g麦芽粉， 加200mL 4647C的水，于不断搅拌下在45 C水浴中保温30分钟。（3）使醪液以每分钟升温C的速度，升温加热水浴，在25分钟内升至70C。此时于 杯内加入100 mL 70 C的水。（4）70 C保温1小时后，在1015分钟内急速冷却到室温。（5） 冲洗搅拌器。擦干糖化杯外壁，加水使其内容物准确称量为450g。（6）用玻棒搅动糖化醪，并注于干漏斗中进行过滤，漏斗内装有直径20厘米的折叠滤 纸，滤纸的边沿不得超出漏斗的上
5、沿。（7）收集约100mL滤液后，将滤液返回重滤。过30分钟后，为加速过滤可用一玻棒 稍稍搅碎麦槽层。将整个滤液收集于一干烧杯中。在进行各项试验前，需将滤液搅匀。2. 糖化时间的测定在协定法糖化过程中，糖化醪温度达70C时记录时间，5分钟后用玻棒或温度计取麦芽 汁1滴，置于白滴板（或瓷板）上，再加碘液1滴，混合，观察颜色变化。每隔5分钟重复上述操作，直至碘液呈黄色（不变色）为止，记录此时间。由糖化醪温度达到70 C开始至糖化完全无淀粉反应时止，所需时间为糖化时间。报告以每5分钟计算： 如10分钟1015分钟1520分钟等正常范围值浅色麦芽：15分钟内深色麦芽：35分钟内3. 过滤速度的测定以从
6、麦汁返回重滤开始至全部麦芽汁滤完为止所需的时间来计算，以快、正 常和慢等来表示，1小时内完成过滤的规定为“正常”，过滤时间超过1小时的报告为4. 气味的检查糖化过程中注意糖化醪的气味。具有相应麦芽类型的气味规定为“正常，因此对深色麦芽若有芳香味，应报以“正常 ”；若样品缺乏此味，则以 “不正常”表示，其它异味亦应注明。5. 透明度的检查麦汁的透明度用透明、微雾、雾状和混浊表示。6. 蛋白质凝固情况检查强烈煮沸麦芽汁5分钟，观察蛋白质凝固情况。在透亮麦芽汁中凝结有 大块絮状蛋白质沉淀，记录为“好”；若蛋白质凝结细粒状，但麦汁仍透明清亮，则记录为“细小”；若虽有沉淀形成，但麦芽汁不清，可表示为“不
7、完全”；若没有蛋白质凝固，则记 录为“无”。五、注意事项：粉碎最好用EBC粉碎机，若用1号筛粉碎，细粉约占90%，用2号筛粉碎细粉约占 25%。对溶解度好的麦芽，建议用2号筛。因为细粉太多影响过滤速度。 一般要求粗粒与细粒（包括细粉）的比例达1： 2.5以上。麦皮在麦汁过滤时形成自然 过滤层，因而要求破而不碎。如果麦皮粉碎过细，不但会造成麦汁过滤困难，而且麦皮中的多 酚、色素等溶出量增加，会影响啤酒的色泽和口味。但麦皮粉碎过粗，难以形成致密的过滤层， 会影响麦汁浊度和得率。麦芽胚乳是浸出物的主要部分，应粉碎得细些。为了使麦皮破而不碎，最好稍加回潮后进行粉碎。六、思考题：糖化过程中麦芽中各种酶的
8、作用。实验二啤酒酵母的扩大培养一、实验目的：学习酵母菌种的扩大培养方法，为实验室啤酒发酵准备菌种。二、实验原理：在进行啤酒发酵之前，必须准备好足够量的发酵菌种。在啤酒发酵中，接种量一般应为麦芽汁量的10% （使发酵液中的酵母量达1X107个酵母/mL），因此，要进行大规模的发酵，首先必须进行酵母菌种的扩大培养。扩大培养的目的一 方面是获得足量的酵母，另一方面是使酵母由最适生长温度（28 C）逐步适应为发酵温度（10 C）。三、实验器材：恒温培养箱，生化培养箱，显微镜等。四、实验步骤：本次实验拟用60升麦芽汁，因此应制备6000 mL含1X 108个酵母/mL的菌 种，以每班10个组计算，每个组
9、应制备约600 mL菌种。建议流程如下：28g 2 天 菌种扩大：麦汁斜面菌种一麦汁平板镜检，挑单菌落3个，接种50mL麦汁试管（或三角瓶）一 20匚2天-550mL麦汁三角瓶一仔，2天一计数备用。 每天摇动3次每天摇动3次1培养基的制备取协定法制备的麦芽汁滤液（约400 mL ），加水定容至约600 mL，取50mL装入250 mL三角瓶中，另550 mL至1000 mL三角瓶中，包上瓶口布后，0.05 Mpa灭 菌30分钟。2菌种扩大培养按上面流程进行菌种的扩大培养（斜面活化菌种由教师提供）。注意无菌操 作。五、注意事项：灭菌后的培养基会有不少沉淀，这不影响酵母菌的繁殖。若要减少沉淀，可在
10、 灭菌前将培养基充分煮沸并过滤。六、思考题：菌种扩大过程中为什么要慢慢扩大，培养温度为什么要逐级下降。实验三麦芽汁的制备一、实验目的：熟悉麦芽汁的制备流程，为啤酒发酵准备原料。二、实验原理：麦汁制备包括原料糖化、麦醪过滤和麦汁煮沸等几个过程。由于麦芽的价格相 对较高，再加上发酵过程中需要较多的糖，因此目前大多数工厂都用大米做辅料。三、实验器材：在糖化车间一般有四种设备：糊化锅、糖化锅、麦汁过滤槽和麦汁煮沸锅，本 实验由于受条件限制，只能采用单式设备，即将糊化锅、糖化锅和麦汁煮沸锅合而为一。四、实验步骤：1. 糖化用水量的计算糖化用水量一般按下式计算：W=A（ 100B）/B式中B为过滤开始时的
11、麦汁浓度（第一麦汁浓度）A为100Kg原料中含有的可溶性物质（浸出物重量百分比）W为100Kg原料（麦芽粉）所需的糖化用水量（升）。例：我们要制备60升10度的麦芽汁，如果麦芽的浸出物为75%，请问需要加入多少麦芽粉？因为 W=75（ 10010）/10=675 升即100Kg原料需675升水，则要制备60升麦芽汁，大约需要添加10Kg的麦芽和60升左右的水（不计麦芽溶出后增加的体积）。2.糖化糖化是利用麦芽中所含的酶，将麦芽和辅助原料中的不溶性高分子物质，逐步分解为可溶性低分子物质的过程。制成的浸出物溶液就是麦芽汁。传统的糖化方法主要有两大类，（1）煮出糖化法：利用酶的生化作用及热的物理作用
12、进行糖化的一种方法。（2）浸出糖化法：纯粹利用酶的生化作用进行糖化的方法。本实验采用浸出糖化法。推荐使用如下流程：3537C,保温30分钟-50-52C 60分钟-65C 30分钟（至碘液 反应基本完 全）-76-78C送入过滤槽。3. 麦汁过滤将糖化醪中的浸出物与不溶性麦糟分开，以得到澄清麦汁的过程。由于过滤槽底部是筛板，要借助麦糟形成的过滤层来达到过滤的目的，因此前30分钟的滤出物应返回重滤。头号麦汁滤完后，应用适量热水洗糟，得到洗涤麦汁。4. 麦汁煮沸将过滤后的麦汁加热煮沸以稳定麦汁成分的过程。此过程中可加入酒花（一种含苦味和香 味的蛇麻之花，每100升麦汁中添加约200克）。煮沸的具体
13、目的主要有：破坏酶的活性；使蛋白质沉淀；浓缩麦汁；浸出酒花成分；降低 pH ；蒸出恶味成分；杀死杂菌；形成一些还原物质。添加酒花的目的主要有：赋予啤酒特有的香味和爽快的苦味；增加啤酒的防腐能力；提高啤 酒的非生物稳定性。将过滤的麦汁通蒸汽加热至沸腾，煮沸时间一般控制在1.52小时，蒸发量达1520% （蒸发时尽量开口，煮沸结束时，为了防止空气中的杂菌进入，最好密闭）。0.回旋沉淀及麦汁预冷却：将煮沸后的麦汁从切线方向泵入回旋沉淀槽，使麦汁沿槽壁回旋而下，借以增大蒸发表面积，使麦汁快速冷却，同时由于离心力的作用，使麦汁中的絮凝物快速沉 淀的过程。1. 麦汁冷却将回旋沉淀后的预冷却麦汁通过薄板冷却
14、器与冰水进行热交换，从而使麦汁冷却到发 酵温度的过程。7. 设备清洗由于麦芽汁营养丰富，各项设备及管阀件（包括糖化煮沸锅、过滤槽、回旋沉淀槽及板式 换热器）使用完毕后，应及时用洗涤液和清水清洗，并蒸汽杀菌。五、注意事项:1. 若加热、煮沸过程中将蒸汽直接通入麦汁中，则由于蒸汽的冷凝。麦汁量会增加，因此最好用 夹套加热的方法。2. 麦汁煮沸后的各步操作应尽可能无菌，特别是各管道及薄板冷却器应先进行杀菌处理。六、思考题：麦芽粉碎程度会对过滤产生怎样的影响？实验四啤酒主发酵一、实验目的：学习啤酒主发酵的过程，掌握酵母发酵规律。二、实验原理：啤酒主发酵是静止培养的典型代表。是将酵母接种至盛有麦芽汁的容
15、器中，在一 定温度下培养的过程。由于酵母菌是一种兼性厌氧微生物，先利用麦芽汁中的溶解氧进行好氧生 长，然后利用EMP途径进行厌氧发酵生成酒精。显然，同样体积的液体培养基用粗而短的容器 盛放比细而长的容器氧更容易进入液体，因而前者降糖较快（所以测试啤酒生产用酵母菌株的性 能时，所用液体培养基至少要1.5米深，才接近生产实际）。定期摇动容器，既能增加溶氧， 也能改善液体各成份的流动，最终加快菌体的生长过程。这种有酒精产生的静止培养比较容易进 行，因为产生的酒精有抑制杂菌生长的能力，容许一定程度的粗放操作。由于培养基中糖的消 耗，CO2与酒精的产生，比重不断下降，可用糖度表监视。若需分析其他指标，应从取样口取样 测定。三、实验器材：带冷却装置的发酵罐（50L, 100L），若无发酵装置，可将玻璃缸放于生化培养 箱中进行微型静止发酵。四、实验步骤：将糖化后冷却至10C左右的麦芽汁送入发酵罐，接入酵母菌种（实验四，共约5升），然后充氧，以利酵母菌生长，同时使酵母在麦汁中分散均匀（充氧，即通入无菌空 气，也可在麦汁冷却
