天津商业大学食品与药品实验教学中心
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5 典型自编教材

    《生物工艺实验》

    《生物工艺实验》

    课程编号:0741522960

    实验指导书

    主撰人 陶永清 王雪青 刘建福

    李鸿雁 吴子建 宋文军

    审核人 王素英

    天津商业大学生物技术与食品科学学院

    二〇〇九年十一月

    前 言

    1.实验总体目标 该课程包括一些经典的生物工艺,具体包括发酵原辅料处理,无菌空气的制备,微生物菌种的扩大培养,主要设备的操作原理及使用方法以及工艺的控制方法。通过该课程的实际操作,使学生进一步理解不同生物工艺的控制方法,提高学生实际动手能力和实验中的分析问题和解决问题的能力,为今后从事生物工程相关工作打下坚实的基础。

    ⒉ 适用专业年级生物工程专业

    ⒊ 先修课程生物化学、微生物学、遗传学、化工原理、生物工艺学、生物工程设备

    ⒋ 实验课时分配

    实验项目

    实验要求

    实验类型

    每组人数

    实验

    学时

    实验一 玉米淀粉液化及糖化

    选做

    综合

    实验二 谷氨酸发酵实验

    必做

    综合

    实验三 黑曲霉发酵生产柠檬酸实验

    选做

    综合

    实验四 糖化酶的发酵和提取实验

    选做

    综合

    实验五 中温α-淀粉酶的摇瓶发酵实验

    选做

    综合

    实验六 酸性蛋白酶固态发酵实验

    选做

    综合

    实验七 麦芽汁的制备

    必做

    综合

    实验八 麦芽汁的发酵(啤酒酿造)

    必做

    综合

    实验九 海洋微藻培养技术

    选做

    综合

    实验十 酸乳的发酵生产

    选做

    综合

    实验十一基因工程菌的发酵及重组蛋白的诱导表达

    选做

    综合

    实验十二白酒感官品评实验

    选做

    综合

    实验十三啤酒感官品评实验

    选做

    综合

    实验十四B.Braun C30全自动发酵罐操作技术

    选做

    综合

    实验十五液态发酵法生产β-半乳糖苷酶

    选做

    综合

    5.实验环境生物工程专业实验室

    6.实验总体要求

    1. 非倒班时,早上进实验室时间为8:00,下午进实验室时间为1:30,提前15分钟进实验室。

    2. 熟悉实验大纲,根据大纲要求,查阅有关文献资料;

    3. 实验之前必须制订详细的实验步骤和分析方法,完成预习及准备报告后方可进入实

    验室,实验中每人做好实验记录,实验后完成报告;

    4. 严格遵守实验室规章制度,注意安全,节约原料和水电;

    5.爱护仪器设备,严格遵守操作程序,使用高级仪器时需要老师在场指导。

    7.本实验的重点、难点及教学方法建议

    本实验课程的重点为不同工艺的工艺控制,主要难点是一些设备的使用方法,因此教学中要把相关设备的使用方法讲解具体,并将具体的操作进行演示。

    目 录

    实验一玉米淀粉液化及糖化

    ……………………………

    3

    实验二谷氨酸发酵实验

    …………………………

    6

    实验三黑曲霉发酵生产柠檬酸实验

    ……………………………

    8

    实验四糖化酶的发酵和提取实验

    ……………………………

    11

    实验五中温α-淀粉酶的摇瓶发酵实验

    ……………………………

    14

    实验六酸性蛋白酶固态发酵实验

    ……………………………

    16

    实验七 麦芽汁的制备

    ……………………………

    18

    实验八 麦芽汁的发酵(啤酒酿造)

    ……………………………

    21

    实验九海洋微藻培养技术

    ……………………………

    23

    实验十酸乳的发酵生产

    ……………………………

    26

    实验十一基因工程菌的发酵及重组蛋白的诱导表达

    ……………………………

    28

    实验十二白酒感官品评实验

    ……………………………

    31

    实验十三啤酒感官品评实验

    ……………………………

    37

    实验十四B.Braun C30全自动发酵罐操作技术

    ……………………………

    43

    实验十五液态发酵法生产β-半乳糖苷酶

    ……………………………

    49

    实验一 玉米淀粉液化及糖化

    一、实验目的及要求

    要求学生掌握用酶法从淀粉原料到水解糖的制备原理及方法。掌握粗淀粉含量和还原糖的化学测定方法。

    二、实验原理

    发酵过程中,有些微生物不能直接利用淀粉,因此,当以淀粉为原料时,必须先将淀粉水解成葡萄糖,才能供发酵使用。一般将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化,所制得的糖液称为淀粉水解糖。发酵生产中,淀粉水解糖液的质量,与生产菌的生长速度及产物的积累直接相关。

    可以用来制备淀粉水解糖的原料主要有薯类(木薯、甘薯)淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉等,根据原料淀粉的性质及采用的水解催化剂的不同,水解淀粉为葡萄糖的方法可分为酸解法、酸酶结合法和酶解法。实验室中常采用酶解法制备淀粉水解糖。

    酶解法是指利用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖的过程。酶解法制葡萄糖可分为两步:第l步是利用α-淀粉酶将淀粉液化为糊精及低聚糖,使淀粉的可溶性增加,这个过程称为液化;第2步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解,转变为葡萄糖的过程,在生产上称为糖化。淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的,故也称为双酶水解法。

    1酶法液化原理

    淀粉的酶法液化是以α-淀粉酶为催化剂,该酶作用于淀粉的α-1,4糖苷键,从内部随机地水解淀粉,从而迅速将淀粉水解为糊精及少量麦芽糖,所以也称内切淀粉酶。淀粉受到α-淀粉酶的作用后,其碘色反应发生如下变化:蓝→紫→红→浅红→不显色(即碘原色)。

    酶法液化以生产工艺不同分为间歇法,半连续和连续式;液化设备有:管式、罐式、喷射式。加酶方法有:一次加酶、二次加酶、三次加酶。根据酶制剂的耐温性分为中温酶法、高温酶法、或中温酶和高温酶混合法。本实验采用:高温酶法,间歇式,罐式,二次加酶法。

    2酶法糖化原理

    淀粉的糖化是以糖化酶为催化剂,该酶从非还原末端以葡萄糖为单位顺次分解淀粉的α-1,4糖苷键或α-1,6糖苷键。因为是从链的一端逐渐地一个个地切断为葡萄糖,所以称为外切淀粉酶。

    淀粉糖化的理论收率:因为在糖化过程中,水参与反应,故糖化的理论收率为111.1%。

    (C6H10O5)n+H2O nC6H12O6

    162 18 180

    淀粉糖化实际收率:

    实际收率的计算公式:

    淀粉转化率:淀粉-葡萄糖转化率是指100份淀粉中有多少份淀粉被转化为葡萄糖。

    淀粉转化率的计算:

    DE值:用DE值表示淀粉水解的程度或糖化程度。糖化液中还原性糖以葡萄糖计,占干物质的百分比称为DE值。

    DE值计算:

    还原糖用裴林氏法或碘量法测定,浓度表示:葡萄糖g/100ml糖液;

    干物质用阿贝折光仪测定,浓度表示:干物质g/100g糖液。

    影响DE值的因素:

    糖化时间:最初糖化时,糖化速度快,DE值显著上升;但24h后,当DE值达到90%以上时,糖化速度显著放慢。

    液化DE值与糖化DE值的关系:

    液化程度应控制适当,太低或太高均不利。原因是液化程度低,则粘度大,难操作;同时,由于液化程度低,底物分子少,水解机会少,影响糖化速度;液化程度低,易发生老化;但液化超过一定程度,则不利于糖化酶与糊精生成络合结构,影响催化效率,造成糖化液的最终DE值低。故应在碘试本色的前提下,液化DE值越低,则糖化液的最高DE值越高。一般液化DE值应控制在12-18%。

    酶制剂用量与糖液DE值的关系:

    糖化时间与糖化酶用量关系表

    糖化时间(h)

    6

    8

    10

    16

    24

    32

    48

    72

    糖化酶用量(U/g淀粉)

    480

    400

    320

    240

    180

    150

    120

    100

    为加快糖化速度,可以提高酶用量,缩短糖化时间。但酶用量太高,反而使复合反应严重,最终导致葡萄糖值降低。在实际生产中,应充分利用糖化罐的容量,尽量延长糖化时间,减少糖化酶用量。

    糖化酶参考用量:液化DE值17%,淀粉乳33%,60℃,pH4.5,酶制剂240U/g绝干淀粉。糖化时间16h。

    三、实验仪器、设备和材料

    (1)6升罐

    (2)小型板框过滤机压滤

    (3)烘箱

    (4)水桶

    (5)量筒

    (6)分光光度计

    (7)水浴锅

    (8)滴定管

    (9)电炉

    (10)白瓷板

    (11)三角瓶

    (12)阿贝折光仪

    (13)玉米粉

    (14)高温α-淀粉酶

    (15)糖化酶

    (16)pH试纸

    四、实验步骤及实验条件

    1淀粉的液化

    配制30%的淀粉乳(按15升配制),调节pH值至6.5,加入氯化钙(对固形物0.2%),加入液化酶(12-20U/g淀粉),在剧烈搅拌下,先加热至72℃,保温15min,再加热至90℃,并维持30min,以达到所需的液化程度(DE值:15-18%),碘反应呈棕红色。液化结束后,再升温至120℃,保持5-8min,以凝聚蛋白质,改进过滤。

    2淀粉的糖化

    液化结束后,迅速将料液用烟酸将pH调至4.2-4.5,同时迅速降温至60℃。加入糖化酶,60℃保温若干小时后,当用无水酒精检验无糊精存在时。将料液pH调至4.8-5.0,同时,将料液加热至80℃,保温20min.然后将料液温度降至60-70℃,开始过滤。

    3过滤

    在发酵罐内将料液冷却至60-70℃;洗净板框过滤机,装好滤布;接好板框压滤机的管道;泵料过滤;热水洗涤(60-70℃);空气吹干;过滤结束后,洗净过滤机及有关设备。量取糖液体积;取样分析还原糖浓度。

    五、实验分析项目和方法

    1测定液化反应终点(碘反应);

    2糖化终点测定(无水乙醇检验);

    3还原糖的测定

    六、思考题

    糖化酶用量及糖化时间对糖化效果的影响;

    液化和糖化时温度及pH对实验效果的影响。

    七、实验报告

    在详细记录实验数据的基础上完成实验报告。计算淀粉转化率。

    实验二 谷氨酸发酵

    一、实验目的

    通过该实验,使学生了解谷氨酸生产菌的性质,种子的扩大培养过程,以及发酵条件的控制情况,进一步掌握谷氨酸的发酵机制。通过该实验,使学生掌握机械搅拌通风发酵罐的使用方法。

    二、实验要求与准备

    根据本实验的特点,采用集中授课形式。

    预习有关谷氨酸的生物合成途径和代谢调节机制,以及谷氨酸代谢控制发酵的原理。

    三、实验原理

    谷氨酸发酵为好气性发酵,以葡萄糖为原料的谷氨酸生物合成包括酵解途径(EMP)、磷酸己糖途径(HMP)、三羧酸循环(TCA)、乙醛酸循环和二氧化碳固定反应。葡萄糖经过EMP及HMP两个途径降解为丙酮酸,生成丙酮酸后,一部分氧化脱羧生成乙酰CoA,一部分固定CO2生成草酰乙酸或苹果酸,草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶的作用下,缩合成柠檬酸,再经异柠檬酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶所催化的氧化还原共轭反应,生成谷氨酸。

    谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵,其生产菌都是生物素缺陷型。发酵过程中,通过控制生物素亚适量或添加吐温60或青霉素等,调节细胞膜渗透性,使细胞内生成的谷氨酸分泌到发酵液中。

    生物素是催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与脂肪酸的合成,进而影响磷脂的合成。谷氨酸发酵中控制生物素亚适量,即生物素初始浓度为5~10mg/L。发酵初期,菌体正常生长,当生物素耗尽菌体再次繁殖时,形成磷脂合成不完整的细胞膜,菌体表现出伸长,膨大,完成谷氨酸非积累型细胞向谷氨酸积累型的转变。

    四、实验材料

    1菌种

    天津短杆菌T6-13

    2仪器

    蒸气消毒器 生化培养箱 722光栅分光光度计

    往复式振荡摇床 显微镜 6L发酵罐 生物传感仪

    五、实验步骤及实验条件

    本实验的基本步骤分为两步,即菌种的扩大培养和发酵,由于实验室发酵罐体积较小,菌种的扩大培养采用一级种子培养。即:

    斜面菌种 一级种子培养 发酵罐

    1斜面菌种的培养

    所用菌种为T6-13,菌种的斜面培养必须有利于菌种生长而不产酸,并要求斜面菌种绝对纯,不得混有任何杂菌和噬菌体,培养条件应有利于菌种繁殖,培养基以多含有机氮而少含糖为原则。

    斜面培养基组成(g/L):

    葡萄糖1 , 蛋白胨10,牛肉膏10, 氯化钠5,琼脂20~25, pH 7.0~7.2

    培养条件

    温度33~34℃,培养时间18~24h.每批斜面菌种培养完成后,要仔细观察菌苔生长情况,菌苔的颜色和边缘等特征是否正常,有无感染杂菌和噬菌体的征象。

    2一级种子培养

    一级种子培养的目的在于大量繁殖活力强的菌体,培养基组成应以少含糖分,多含有机氮为主,培养条件从有利于长菌考虑。

    培养基组成(g/L):

    葡萄糖 25, 尿素5, 硫酸镁0.4, 磷酸氢二钾1.2 ,

    玉米桨25~35, 硫酸亚铁、 硫酸猛各2 ppm pH 7.0

    培养条件

    用500mL三角瓶装入100mL培养基,灭菌后置于冲程7.6cm、频率96次/min的往复式摇床上振荡培养12~16小时,净增OD值0.5以上,培养温度为33~34℃,采用恒温控制。

    3发酵

    1)培养基组成(g/L):

    葡萄糖150, 磷酸氢二钠1.6, 硫酸镁0.5 硫酸锰0.03,

    玉米浆1.8, 糖蜜2.1, 氯化钾1.6, 消泡剂0.3,

    pH 7.2, 接种量8%~10%。

    2)发酵罐操作说明

    a空消

    在投料前,将发酵罐和与之相连的管路进行彻底灭菌,是培养系统处于无菌状态。121℃~125℃,40min。

    b实消

    对培养基进行灭菌,121℃,30min。

    c接种

    采用火焰封口接种,接种时一定要保证有无菌空气从接种口排出,确保无菌操作。

    3)发酵条件

    采用亚适量生物素流加糖发酵工艺。

    a.温度的控制

    发酵前期(0~12h)主要是菌体的生长阶段,温度较低,为32~34℃,中后期温度较高,为36~38℃.

    b. pH的控制

    pH的控制利用氮源流加来控制,氮源为尿素,加入量以控制发酵前期和中期pH均为7.2,中后期pH 7.0,放罐时为6.7~6.8为准。

    c.通气量的控制

    菌体生长繁殖期对于氧的需求量比谷氨酸生成期要低,特别在发酵开始0~5小时的适应期对氧的需求量更低。

    d.糖浓度的控制

    流加糖为葡萄糖溶液,浓度为30%~32%,当发酵12小时左右,残糖降至6.5%以下,开始流加,流加到24小时左右结束,流加糖量占总糖量的30%~35%。

    4)检测

    测定还原糖(残糖)的浓度

    测定谷氨酸的浓度(生物传感仪测定)

    六、思考题

    发酵进入产酸阶段时,菌体的形态如何变化,为什么会出现这样的变化?

    谷氨酸的生物合成过程中生物素如何控制?

    采用火焰封口接种时,应注意什么问题?

    七、实验报告

    实验报告主要包括实验预习内容;实验操作步骤;实验注意事项;实验观察现象;实验测定结果及数据分析。

    实验三 黑曲霉发酵生产柠檬酸实验

    一、实验目的及要求:

    要求学生掌握通风发酵的基本原理及过程,掌握上罐操作技术。

    (1)发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐管路的熟悉;

    (2)实罐灭菌-培养基灭菌实验;

    (3)观察并记录黑曲霉扩培过程及上罐发酵过程菌种生长变化情况;

    (4)测定黑曲霉培养过程中还原糖、总糖、pH、总酸及柠檬酸的变化。

    二、实验要求与准备

    根据本实验的特点,采用集中授课形式。

    预习有关柠檬酸的生物合成途径和代谢调节机制。

    三、实验原理

    1柠檬酸的合成途径

    丙 乙酰COA

    葡萄糖 酮 →柠檬酸

    酸 草酰乙酸

    2柠檬酸积累机理

    1)由于锰的缺乏,抑制了蛋白质的合成,而导致细胞内的NH4+浓度升高,促进了EMP途径的畅通。

    2)由组成型的丙酮酸羧化酶源源不断提供草酰乙酸。

    3)在控制Fe++含量的情况下,顺乌头酸酶活性低,从而使柠檬酸积累。

    顺乌头酸水合酶在催化时建立如下平衡

    柠檬酸:顺乌头酸:异柠檬酸=90:3:7

    4)丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A和丙酮酸固定CO2反应相平衡,以及柠檬酸合成酶不被抑制,增强了合成柠檬酸的能力。

    5)柠檬酸积累增加,pH降低,在低pH条件下,顺乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶失活,从而进一步促进了柠檬酸自身的积累。

    四、实验仪器、设备和材料

    1仪器、设备

    (1)6升发酵罐

    (2)摇瓶柜

    (3)离心机

    (4)超净工作台

    (5)显微镜

    (6)恒温培养箱

    (7)灭菌锅

    2菌种:黑曲霉

    3培养基

    1)黑曲霉斜面培养基

    马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂15~20g,加水至1000mL,pH自然。

    2)黑曲霉种子培养基

    小麦麸皮:水=l:1.1~1.3:接种后于30~32℃培养4-5天至长满丰富的孢子,中间翻曲。

    3)发酵培养基

    淀粉20%,硫酸铵0.3~0.35%。

    五、实验步骤及实验条件

    1总流程

    斜面培养 斜面培养基配制与灭菌,接种,培养。

    ↓ 所需仪器物品:灭菌锅,试管,棉塞,培养基原料,培养箱

    麸皮种子 500mL三角瓶三只,装料20克

    ↓

    上罐培养 培养基的配制、调pH至4.0;灭菌;接种;转速为400转/分钟;通风:0~18

    小时为0.1vvm;18~30小时O.15vvm;30小时后为0.25vvm;温度:32℃

    2过程监控

    0小时:取样测定总糖和还原糖;

    24~48小时:每隔12小时取样镜检、测定总酸、还原糖、总糖、柠檬酸浓度;

    48~72小时:每隔8小时取样镜检、测定总酸、还原糖、总糖、柠檬酸浓度;

    72-96小时:每隔6小时取样镜检、测定总酸、还原糖、总糖、柠檬酸浓度;

    六、实验分析项目和方法

    1黑曲霉镜检

    染料:草酸铵结晶紫液(A液:1%结晶紫95%酒精溶液:B液:1%草酸铵溶液。

    取A液20mL,B液80mL混合,静置48小时后使用)

    镜检过程:涂片→干燥→固定→染色→水洗→干燥→镜检

    2总酸的测定

    1) 标准NaOH溶液的配制

    称取5.75gNaOH溶于煮沸过的冷蒸馏水中,定容到1000mL。

    2)标准NaOH溶液的标定

    将苯二甲酸氢钾于l00℃干燥2小时,精确称取0.5g,用50mL热蒸馏水溶解,冷至室温,加酚酞指示剂2滴,用待标定的NaOH溶液滴定至淡粉红色,计算如下:

    3)酸度测定

    取发酵滤液1mL,加50ml蒸馏水,以酚酞为指示剂,用标准NaOH溶液滴定至淡粉红色。如果NaOH浓度为O.1429-0.1430mol/L,则所消耗的NaOH毫升数即是酸度。

    3还原糖的测定

    4总糖的测定

    5 pH、溶氧的跟踪测定

    6柠檬酸的测定

    1) 绘制标准曲线

    精确称取分析纯柠檬酸l克,溶解后在容量瓶中定容至1000ml,即浓度为lg/L。使用时再将其稀释成50、100、150、200、250、300、350、400、450、500mg/L的标准溶液。分别吸取不同浓度的标准液lml,加入醋酸酐5.7mL,吡啶1.3mL。立即塞上塞子摇匀,放入22~29℃恒温水浴中保温30min,再立即取出,用分光光度计在420nm波长下比色。将记录的数据绘制成标准曲线。

    2) 柠檬酸浓度的测定

    把发酵醪液稀释适当倍数(其中柠檬酸含量应在200~400mg/L之间,然后取lml加醋酸酐5.7ml,吡啶1.3ml,后述操作与前述标准样测定相同。最后从标准曲线上查出柠檬酸含量。

    3)计算

    或

    七、思考题

    (1)画出发酵罐的管路系统;

    (2)发酵时,通风和搅拌是不是越强烈越好?本实验中为何如此安排通风量?

    八、实验报告

    作出发酵过程中总糖、还原糖、柠檬酸、pH、溶氧的时间变化曲线。

    实验四 糖化酶的发酵和提取实验

    一、实验目的

    (1)熟悉酶制剂的发酵过程;

    (2)熟悉酶制剂的超滤浓缩的原理与操作步骤;

    (3)熟悉无机盐沉淀和有机溶剂沉淀法提取酶的原理与操作步骤。

    二、实验要求与准备

    根据本实验的特点,采用集中授课形式。

    复习有关好气发酵罐的使用方法。

    三、 菌种和培养基

    1菌种:黑曲霉UV-11

    2培养基

    1) 斜面培养基

    土豆培养基

    2) 麸皮种子培养基

    小麦麸皮:水=l:1.1~1.3:接种后于30~32℃培养4-5天至长满丰富的孢子,中间翻曲。

    3) 发酵培养基

    玉米粉13.5%,豆饼粉3.5%,麸皮1.0%,玉米浆2.0%,无机盐

    四、实验仪器、设备

    (1)25升全自动发酵罐

    (2)恒温培养箱

    (3)板框压滤机

    (4)膜过滤装置

    五、实验步骤与实验条件

    1总流程

    斜面培养 斜面培养基配制与灭菌,接种,培养。

    ↓ 所需仪器物品:灭菌锅,试管,棉塞,培养基原料,培养箱

    麸皮种子 500mL三角瓶三只,装料20克

    ↓

    上罐培养 培养基的配制、调pH至4.0;灭菌;接种;转速为400转/分钟;通风:0~18

    ↓ 小时为0.1vvm;18~30小时O.15vvm;30小时后为0.25vvm;温度:32℃

    板框过滤

    ↓

    超滤浓缩 浓缩3~5倍

    ↓

    沉 淀 有机溶剂沉淀(3.5倍无水酒精);无机盐沉淀(55g/100ml硫酸铵)

    ↓

    酶泥干燥 干燥温度40℃

    2 6升罐发酵

    按配方配制培养基(装液量15升),调pH至4.0,加入发酵罐中,121℃灭菌30min,冷却,待温度降至30-32℃,接入一个三角瓶的孢子悬液,在30℃、罐压0.5大气压下搅拌培养,搅拌速度为500rpm。通风量:0~12h:0.5vvm;12~24h:0.8vvm;24~84h:1.0vvm;84h后0.8vvm。

    1) 发酵过程监控

    每隔12小时取样测定酶活、pH、还原糖及总糖浓度并作镜检。

    3发酵液过滤

    洗净板框过滤机,装好滤布;接好板框压滤机的管道;泵料过滤;加水洗涤;空气吹干;过滤结束后,洗净过滤机及有关设备。量取滤液体积;取样测定糖化酶活力。

    4超滤浓缩

    量取10L糖化酶的滤液加入到超滤装置的贮罐中,开动循环料液泵进行超滤,控制超滤压力小于0.4Mpa。每隔20min用量筒测量透过液流量,比较透过液流量的变化。当浓缩倍数达到3~5倍时,停止超滤。

    测量浓缩液体积,原酶液、浓缩液和透过液的酶活。

    5有机溶剂沉淀

    取1L浓缩液,用盐酸调节pH至3.5。在10~20℃条件下加入3.5倍冷冻的无水酒精,边加搅拌,即可发现酶的沉淀现象。沉淀物用布氏漏斗抽滤。称酶泥的重量,测定酶活。

    6无机盐沉淀

    取1L浓缩液,按55g/100ml加硫酸铵,静止盐析1h。沉淀物用布氏漏斗抽滤。称酶泥的重量,测定酶活。

    7酶泥的干燥

    将上述步骤中得到的酶泥防入干燥箱中,在40℃下以热风干燥,将干燥的制品磨粉即得成品。将成品称量并测定酶活。

    六、实验分析项目和方法

    1黑曲霉镜检

    染料:草酸铵结晶紫液(A液:1%结晶紫95%酒精溶液:B液:1%草酸铵溶液。

    取A液20mL,B液80mL混合,静置48小时后使用)

    镜检过程:涂片→干燥→固定→染色→水洗→干燥→镜检

    2总糖的测定

    3还原糖的测定

    4糖化酶酶活力的测定

    1) 待测酶液的制备

    取发酵液的滤液用pH4.6醋酸钠缓冲液适当稀释,供测定用。

    2) 测定

    于甲、乙两支比色管中(50ml),分别加入20%可溶性淀粉溶液25m1及0.1mol/L pH4.6的醋酸-醋酸钠缓冲液5ml,摇匀,40℃的恒温水浴中预热(5-10min)。在甲管中加入酶液2ml(酶活总量约100-170单位),立即记时间,摇匀。在此温度下准确反应1h后,立即各加20%NaOH溶液0.2m1,摇匀,将两管取出迅速用水冷却,并于乙管中补加酶液2m1。

    取上述反应液5m1放入碘量瓶中,准确加入0.1mol/L碘液10ml,再加入0.1mol/L氢氧化钠15ml(边摇晃)。暗处放置15min,加入1mol/L硫酸2m1,用0.05mol/L硫代硫酸钠滴定至无色为终点。

    3)计算

    糖化酶活力单位的定义:在40℃、pH4.6的条件下,1小时水解可溶性淀粉产生1毫克葡萄糖所需的酶量为一个糖化酶活力单位。

    式中 A:空白所消耗硫代硫酸钠毫升数

    5:样品所消耗硫代硫酸钠毫外数

    N:硫代硫酸钠摩尔浓度

    90.05:1ml l mol/L硫代硫酸钠所相当的葡萄糖毫克数

    1/2:折算成1m1酶液的量

    32.2:反应液总体积毫升数

    5:吸取反向液毫升数

    n:稀释倍数

    5 pH、溶氧的跟踪测定

    七、思考题

    1糖化酶的应用

    2糖化酶的测定过程需要注意的问题。

    八、实验报告内容和数据处理

    (1)作出发酵过程中总糖、还原糖、柠檬酸、pH、溶氧的时间变化曲线。

    (2)设计糖化酶提取试验报告表,计算总回收率。

    实验五 中温α-淀粉酶的摇瓶发酵实验

    一、实验目的与要求

    掌握实验室摇瓶操作的基本步骤;熟悉菌种的培养特征以及初步的工艺条件;掌握α-淀粉酶的测定方法和计算。

    二、实验要求与准备

    根据本实验的特点,采用小组实验的授课形式。

    预习α-淀粉酶的测定方法。

    三、菌种和培养基

    1菌种:枯草芽孢杆菌

    2培养基

    1) 固体培养基

    (1)酵母浸膏0.2%;蛋白胨0.5%;氯化钠0.2%;淀粉1.0%;琼脂粉1.7%。

    (2)40%葡萄糖溶液。

    (3)将(1)和(2)两溶液分别在1㎏灭菌20分钟。

    (4)将灭菌后的(1)和(2)液在60℃时混合,即125ml的2液加入875ml的1液中,总体积为1000ml,葡萄糖浓度为5%,到入平板(每一平板大约15-20ml),冷却后使用。

    2) 种子培养基(%)

    牛肉膏0.15;酵母膏0.15;NaCl 0.3;蛋白胨0.5;葡萄糖0.1;K2HPO40.368;KH2PO4 0.132。

    3) 摇瓶培养基及条件

    (1)豆饼粉3.2%;鱼粉1.1%;玉米浆2.78%;乳糖11.5%;碳酸钙1.6%;250ml的三角瓶中加50ml培养基,121℃灭菌30分钟。

    (2)将13克磷酸氢二氨用自来水定容至100ml,单独灭菌,接种前,每个摇瓶加入0.5ml无菌的磷酸氢二氨溶液,之后摇瓶的pH应为6.0~6.2。

    四、实验方法

    1平板种子的制备

    挑取一环保藏的枯草芽孢杆菌菌体在平板培养基上划线,然后于32~33℃培养36~48小时。

    2液体种子的制备

    500ml三角瓶装液150ml种子培养基,接种一环菌体,200rpm,34~35℃,培养16~20h。

    3摇瓶发酵

    每个摇瓶中接入1ml液体种子,34~35℃,250rpm,培养60小时,中间每隔12小时取样测定酶活力、pH、残糖浓度。

    五、实验分析项目和方法

    1残糖的测定

    2pH的跟踪测定

    3α-淀粉酶的酶活力的测定

    1) 待测酶液的制备

    取发酵液的滤液用pH6.0磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液适当稀释,供测定用。

    2) 测定

    取2ml标准终点色溶液滴于白磁板空穴内,作为比较颜色的标准。

    取20ml 2%可溶性淀粉和5m1pH6.0磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液,放于20×200mm大试管中,在60℃恒温水浴中预热4-5min.然后加入预先稀释好的酶液0.5m1,立即记录时间,充分摇匀。定时用滴管取出反应液约0.5m1,滴于预先充满比色稀碘浓(约1.5ml)的磁扳空穴内,当穴内颜色反应由紫色逐渐变为红棕色,与标准终点色相同时,即为反应终点,并记录时间t(min)。

    3) 计算

    1m1酶液于60℃,pH6.0的条件下,用I h液化可溶性淀粉的克数来表示(g可溶性淀粉/m1·h)。

    式中 60:60min

    20:可溶性淀粉的毫升数

    n:稀释倍数

    t:测定记录时间(min)

    2%:淀粉浓度

    0.5:测定时的用酶量

    六、思考题

    1α-淀粉酶的作用方式及应用。

    七、实验报告内容和数据处理

    (1)作出发酵过程中残糖、pH、酶活力的时间变化曲线。

    实验六 酸性蛋白酶固态发酵实验

    一、实验目的

    固体发酵法作为一个古老的生物工艺早在几千年前已在食品和调味品上得到应用。与液体发酵相比,固态发酵操作简易、工艺简单、能耗低,无废水废渣产生,不造成对环境的二次污染。因此,固态发酵法目前在生产有机酸、发酵食品、酶制剂以及动植物废弃物、垃圾的处理和利用等方面有着广泛的应用。利用曲霉属菌种,通过固体或液体发酵法生产酸性蛋白酶,我国在七十年代末和八十年代初作过一些究,但此后有关这方面研究的报导极少见到。近年来,随着酸性蛋白酶应用范围的扩大,尤其是作为一种新型的生物饲料添加剂,在饲料工业中表现出来的潜在功能,越来越引起人们对它的研究兴趣。

    通过三角瓶固态培养黑曲霉,掌握固态培养微生物的原理和技术,并掌握蛋白酶的分析方法。

    二、实验要求与准备

    根据本实验的特点,采用小组实验的授课形式。

    预习固态发酵的基本方法。

    三、菌种和培养基

    1菌种:黑曲霉3350

    2培养基

    1) 斜面培养基

    土豆培养基或察氏培养基。

    2) 固态发酵培养基

    麸皮8g,豆饼粉2g,(NH4)2SO20.2g,水11ml,121℃灭菌45分钟。

    四、仪器与设备

    (1)恒温培养箱

    (2)三角瓶

    (3)灭菌锅

    (4)超净工作台

    (5)分光光度计

    五、实验步骤及实验条件

    固态发酵培养基灭菌后将培养基拍散,冷却至室温,接入斜面种子,混匀,于恒温培养箱中32℃静置培养72小时,中间每隔12小时取样测定酶活力。

    六、蛋白酶酶活力的测定

    1) 标准曲线的绘制

    (1)按表配制各种不同浓度的酪氨酸溶液

    试剂(ml)

    管 号

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    蒸馏水

    10

    8

    6

    4

    2

    0

    100μg/m1酪氨酸

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    酪氨酸最终浓度(μg/m1)

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    (2)测定步骤

    另取6支试管按上表编号分别吸取不同浓度的酪氨酸1ml,各加入0.4mo1/L碳酸钠5m1,再加入已稀释的福林试剂1m1。摇匀置于水浴锅中,40℃保温发色20min,在于波长660nm处测定吸光度。一般测3次,取平均值.

    以吸光度为纵座标。酪氨酸的浓度为横座标,绘制成标准曲线。

    2) 酶液的制备

    准确称取蛋白酶固态发酵的湿曲2g,用10~20ml蒸馏水,30℃浸提半小时,用滤纸过滤。将滤液稀释一定倍数(使其测定光密度在0.2~0.4范围内为宜)。

    3) 测定

    取四支试管,分别加入1ml稀释酶液,其中一支为空白管,三支为平行试验管。置入40℃水浴中预热3~5min,在三支平行试验管中分别加入1ml2%酪蛋白溶液,准确计时保温10min。立即加入2ml 0.4M三氯乙酸溶液,l5min后用滤纸过滤。分别吸取1ml清液,加5ml0.4M碳酸钠溶液,最后加入1ml福林-酚试剂,摇匀,于40℃水浴中显色20min。

    空白管中先加入2ml0.4M三氯乙酸溶液,再加lml2%酪蛋白溶液,15min后用滤纸过滤。以下操作与平行试验管相同。

    见空白管为对照,在680纳米波长下测光密度,取其平均值。

    4) 计算

    蛋白酶活力单位定义:在40℃,pH2.5下,每分钟水解酪蛋白释放1微克酪氨酸的酶量定义为1个蛋白酶单位。

    式中 K:标准曲线中O·D值为1所相当的酪氨酸的微克数

    O·D:平行试验管的平均光密度

    4:试管中反应液总体积(毫升)

    10:反应10分钟

    N:稀释倍数

    W:曲的称取量(克)

    七、思考题

    1固态发酵的优缺点有哪些?

    2固态发酵须注意哪些环节?

    八、实验报告内容和数据处理

    作出发酵过程中残糖糖、pH、酶活力的时间变化曲线。

    实验七 麦芽汁的制备

    一、实验目的

    通过本实验,使学生进一步学习啤酒酿造工艺过程、熟悉相关设备的原理与结构,掌握相关生产设备的基本操作技能,培养学生具备一定的工程素养。

    二、实验内容

    实验内容主要包括原料粉碎,糖化,醪液过滤,麦汁煮沸,麦汁后处理等几个部分。

    三、实验要求

    采用集中讲授、学生自主训练并重的模式组织教学,实验前,学生需要预习试验讲义,并写出预习实验报告。

    四、实验准备

    实验前一周,对相关设备进行清洗灭菌处理,对制冷系统进行提前打冷操作,并购买试验所需原材料、补充易耗品。

    五、实验原理、方法和手段

    麦芽汁的制备俗称糖化。即糖化是指将麦芽和辅料中高分子储藏物质(如蛋白质、淀粉、半纤维素等极其分解中间产物)经麦芽中各种水解酶类(或外加酶制剂作用)降解为低分子物质并溶于水的过程。溶于水的各种物质称为浸出物,糖化后未经过滤的料液称为糖化醪,过滤后的清液称为麦芽汁,麦芽汁中的浸出物含量和原料干物质之比(质量分数)称为无水浸出率。麦芽汁的制备需要原料粉碎,糖化,醪液过滤,麦汁煮沸,麦汁后处理等几个过程才能完成。

    1、麦芽粉碎

    麦芽粉碎的目的主要在于,使表皮破裂,增加麦芽本身的表面积,使其内容物质更容易溶解,利于糖化。按其粉碎类型来说,可以分为干粉碎和湿粉碎两种。值得注意的是,对于表皮的粉碎要求破而不碎,原因是表皮主要组成是各种纤维组织,其中有很多物质会影响啤酒的口味,如果将其粉碎,在糖化的过程中,会使其更容易溶解,从而影响啤酒的质量,其次使是因为,在糖化过后的过滤中,可以将去其更容易的过滤掉,而且可以让其充当过滤层,达到更好的过滤效果。

    2、糖化

    所谓糖化就是利用麦芽所含的各种水解酶,在适宜的条件下,将麦芽中不溶性高分子物质(淀粉,蛋白质,半纤维素及其中间分解产物),逐步分解成低分子可溶性物质,这个分解过程叫做糖化。整个过程主要包括:淀粉分解,蛋白质分解,B-葡聚糖分解,酸的形成和多酚物质的变化。

    3、醪液过滤

    糖化工序结束后,应在最短的时间内,将糖化醪液中的原料溶出物质和非溶性的麦糟分离,以得到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率。过滤步骤:以麦糟为滤层,利用过滤方法提取麦汁,叫做第一麦汁或者过滤麦汁。然后利用热水洗涤过滤后的麦糟,叫做第二麦汁或者洗涤麦汁。

    4、麦汁煮沸

    麦汁煮沸的目的:1)破坏酶的活力,主要是停止淀粉酶的作用,稳定可发酵糖和糊精的比例,确保稳定和发酵的一致性。2)麦汁灭菌,通过煮沸,消灭麦汁中的各种菌类,特别是乳酸菌,避免发酵时发生败坏,保证产品的质量。3)蛋白质的变性和絮凝沉淀,此过程中,析出某些受热变性以及与单宁物质的结合而絮凝沉淀得蛋白质,提高啤酒的非生物稳定性。

    4)蒸发水分:蒸发麦汁中多余的水分,达到要求的浓度。5)酒花成分的浸出:在麦汁的煮沸过程中添加酒花,将其所含的软树脂,单宁物质和芳香成分等溶出,以赋予麦汁独特的苦味和香味,同时也提高了啤酒的生物和非生物稳定性。6)降低麦汁的pH值:还原物质的形成,蒸发出不良的挥发性物质。

    5、麦汁后处理主要是通过物理方法将热凝物质与麦汁分离,和将麦汁冷却。

    六、实验条件

    1实验材料及药品试剂

    ⑴.优质或一级大麦麦芽、焦香麦芽、黑麦芽、酒花(或酒花浸膏、颗粒酒花)、工业酒精、片碱。

    ⑵.耐高温α-淀粉酶(使用量为0.06-0.08ml/100g淀粉)、糖化酶(用量为30u/g大麦、大米)复合酶(用量为大麦量的0.3%)。

    ⑶.乳酸(或磷酸)、蒸馏水、70%酒精、0.025mol/L碘液。

    ⑷.食品级密封垫圈、管箍、食品级塑料软管。

    2实验仪器及用具

    温度计(120℃)、糖度计、计算机、制冷系统、糖化锅、过滤槽、台秤、电子天平、冰箱、灭菌锅、镊子、纱布、牛皮纸等。

    七、实验步骤

    1、工艺选择

    根据麦芽汁质量指标分析数据、成品啤酒的类型和质量要求、辅料种类等,结合糖化原理选择设计适合的糖化方法,并给出糖化工艺曲线。

    2.将酒精罐降温至﹣20度,冰水罐降温至0度。

    3.麦芽的粉碎:称取30kg大麦芽粉碎,要求皮破而不碎。

    4.糖化:糖化锅中注入120kg无菌水,打开加热管和搅拌器加热至50度,向过滤槽中注入少量,以没过筛板为准。向50度无菌水中加乳酸调pH值至5.5左右,石膏15g,将粉碎好的麦芽缓慢投入到糖化锅中,投料前打开糖化锅搅拌器,按照设定好的糖化曲线进行糖化,糖化过程中搅拌器始终打开。

    5.过滤:糖化完毕,将糖化醪泵入过滤槽,静置20min,打开回流阀门,阀门下放盆接麦汁,再打开过滤阀门,迅速关闭,重复数次,带出筛板下的浑浊物,直到滤液澄清,依次关闭过滤阀门和回流阀门,将浑浊液倒回过滤槽重新过滤。打开过滤阀门,滤液自动进入回旋槽,将过滤阀门调整到合适阀位,液位达到适当位置(尽可能保持较小压差,麦汁流量适当,保持疏松的麦糟层),待麦汁流至露出麦糟层时,过滤完毕,关闭过滤阀门。过滤过程中在煮沸锅中加水加热至80度,水位没过最上面加热管即可,用其中一部分80度的水冲洗软管,杀死软管里细菌,再用其余的水洗糟2至3次,每次向过滤槽注入洗糟水后,用铲子搅拌麦糟,静置3至5min后,按上述过滤方法过滤,洗糟水用量要按照头号麦汁浓度和麦汁量来确定。

    6.煮沸:将回旋槽中的全部麦汁用麦汁泵打回煮沸锅,打开煮沸锅加热管进行加热并打开搅拌器,待麦汁沸腾后加酒花65g,酒花油20g,沸腾30min后,再加酒花65g。煮沸期间要用糖度计不断测量麦汁的糖度,当麦芽糖的糖度达到12Bix时,停止加热,关闭加热管。煮沸期间要注意观察液面变化,防止沸腾的麦芽汁从煮沸锅溢出,可通过关闭1至2个加热管进行控制。

    7.回旋沉淀:煮沸完毕后,打开回旋阀门,将麦芽汁沿切线方向打入回旋沉淀槽中,再关闭回旋阀门静置20-30min。

    八、思考题

    1.为什么麦芽不能过于粉碎;

    2.麦汁煮沸的目的有哪些。

    九、实验报告

    实验报告要求包括实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤及思考题。

    十、注意事项及其它说明

    告知学生实验室管理的相关规定及安全事项等内容。

    实验八 麦芽汁的发酵(啤酒酿造)

    一、实验目的

    通过本实验,使学生进一步学习啤酒酿造工艺过程、熟悉相关设备的原理与结构,掌握相关生产设备的基本操作技能,培养学生具备一定的工程素养。

    二、实验内容

    实验内容主要包括麦汁冷却、麦汁充氧、接种、发酵控制等几个部分。

    三、实验要求

    采用集中讲授、学生自主训练并重的模式组织教学,实验前,学生需要预习试验讲义,并写出预习实验报告。

    四、实验准备

    实验前一周,对相关设备进行清洗灭菌处理,对制冷系统进行提前打冷操作,并购买试验所需原材料、补充易耗品。

    五、实验原理、方法和手段

    啤酒酿造就是利用啤酒酵母对麦汁中的某些组分进行一系列的生物化学代谢,产生酒精和各种风味物质,形成各种风格的酿造酒。

    1、麦汁冷却

    麦芽冷却目的主要在于使其温度达到主发酵最适宜的温度。

    2、麦汁充氧

    啤酒发酵过程中的溶解氧含量控制是影响啤酒代谢副产物的重要环节。在麦汁冷却过程中,充入无菌空气或氧气,控制溶解氧含量下进行主酵,可控制酵母增殖情况、降糖情况、双乙酰含量、高级醇含量等。在麦汁入罐过程中,控制8~10 mg/L的溶解氧含量,可以得到较适含量的啤酒酵母代谢副产物。

    3、接种

    接种的过程就是将冷却后的麦汁添加酵母后送入发酵罐中进行发酵的一个步骤。

    4、发酵控制

    接种后麦汁进入主发酵阶段,主发酵成的啤酒称为嫩啤酒﹐苦味犟﹐口味粗糙﹐CO2含量低﹐不宜饮用。之后还需进行后酵处理以使嫩啤酒后熟﹐期间冷却至0℃左右﹐调节罐内压力﹐使CO2溶入啤酒中。贮酒期需1~2月﹐在此期间残存的酵母﹑冷凝固物等逐渐沉淀﹐啤酒逐渐澄清﹐CO2在酒内饱和﹐口味醇和﹐适于饮用。。

    六、实验条件

    1实验材料及药品试剂

    浓缩麦芽汁、酵母、发酵罐、制冷系统、PLC控制系统、pH计及糖度计等。

    2实验仪器及用具

    温度计(120℃)、糖度计、计算机、制冷系统、冰箱、灭菌锅、镊子、纱布、牛皮纸等。

    七、实验步骤

    1.麦汁冷却、接种入罐:将灭过菌的软管接到冷热交换器上,打开冰水阀门和冰水泵,打开麦汁冷却阀门,启动麦汁泵,同时控制冷热交换器麦汁出口阀门大小,使麦汁温度达到12度,待麦汁将软管中的清水顶出后关闭冰水泵和麦汁泵,在无菌情况下从软管出口注入2瓢酵母,然后将管头和发酵罐连接,同时连接氧气管,调节氧气阀,控制氧气流量,打开冰水泵和麦汁泵,将麦汁在12度的温度下,打入发酵罐。

    注意:操作前务必用75%的酒精喷洗双手、发酵罐入口、软管接头和氧气入口。

    2发酵控制:入罐后控制发酵罐温度在12-14度之间,入罐2-3h左右排废渣一次,满罐后第二天早上再排渣一次。当麦汁糖度达到4.5Bix时关闭发酵罐阀门封罐,封罐后进入后酵,封罐后开始降温,每天降温4度,上午降温2度,下午降温2度,降至0度至-1度之间时停止降温,保持罐内温度在0度和-1度之间。封罐后罐内压力开始上升,升至0.12MPa后控制罐内压力恒为0.12MPa。温度降到5度时排第一次酵母,3度时排第二次酵母,酵母要回收。发酵液的浓度下降到主发酵阶段结束。转入后发酵阶段。后发酵1周上,即可成为成品啤酒。

    八、思考题

    1.为什么麦汁需要冷却后才能接种入罐;

    2.后发酵和主发酵各自的作用是什么。

    九、实验报告

    实验报告要求包括实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤及思考题。

    十、注意事项及其它说明

    告知学生实验室管理的相关规定及安全事项等内容。

    实验九 海洋微藻培养技术

    海洋微藻是海洋生态系统中的最主要初级生产者,也是海洋生物资源的重要组成部分,具有种类多、数量大、繁殖快等特点,在海洋生态系统的物质循环和能量流动中起着极其重要的作用。微藻本身营养丰富,富含蛋白质,可以作为单细胞蛋白(SCP)的一个重要来源,同时微藻含有丰富的生物活性物质,尤其是一些有独特医疗功效的物质(如β-胡萝卜素、藻兰素等色素类、抗生素类、抗病毒类、抗真菌类、细胞毒素和抗癌类,还有微藻脂肪酸、多糖、维生素、甾醇等),它们对生物体内的代谢过程和各种生化反应有活性作用,对人类的多种疾病(如肿瘤、癌、心血管疾病、艾滋病等)具有特殊的疗效,是重要的药物资源;有些还可直接或经加工后用于化工、食品工业和饲料工业等。因此,海洋微藻是一个巨大的生物资源,微藻的培养就成为各方面探索的基础。摸索出微藻生长的最适条件就可以大量的培养以满足日益增长的研究需要。

    一、 实验目的

    通过本试验使学生对海洋微藻的生长环境和形态有所了解;学会并掌握海洋微藻培养基的配置方法,为今后从事和开发海洋微生物相关研究和生产奠定基础。

    二、实验内容

    1.仪器灭菌:

    将微藻培养用的三角瓶以封膜封口,121℃湿热灭菌20分钟,冷却备用。

    2.配制人工海水:

    按照海水配方(配方见备注)配制人工海水,装入三角瓶(每瓶1000ml),加热灭菌后,冷却备用。

    3.配制f/2培养基:

    以人工海水为基础,加入f/2培养基营养盐(配方见附录),制备培养基。

    海洋微藻接种:在250 ml的三角瓶中,加入100 ml F/2培养基,按照10%的接种量接种藻液。

    4.微藻的培养:

    接种后的藻液瓶置于装有日光灯的架台上,培养温度25~30℃,光照周期12h:12h,每日摇瓶2~3次,同时观察藻种的生长情况,随时进行适当的调整。

    5.藻体细胞的收集:

    微藻培养7~10天就进入对数生长期,可以回收藻体细胞,将藻液以4500 r/min的速度离心15分钟收集藻体,冻存藻泥或真空冻干成藻粉保存已备后续分离活性物质实验。

    三、实验要求

    实验前,学生需要温习本试验讲义,并写出预习实验报告。

    四、实验准备

    实验前一周,准备和活化淡水藻一种,海水藻一种,购买试验所需的药品。

    五、实验原理、方法和手段

    1.实验原理:通过配置人工海水、强化营养盐、给予适当的光照强度和周期,来模拟微藻的自然生长环境,纯培养海洋或湖泊中的微藻。

    2.方法和手段:

    通过自行配置的人工海水,添加营养盐的方式,按照一定的配方,在光照培养箱中培养微藻。

    六、实验条件

    实验材料:实验室现有藻种

    实验仪器:三角瓶(100ml~1000ml的规格不等)、烧杯、分析天平、加热器、蒸汽灭菌锅、净化超净台、移液枪(1000ul)、酒精灯、离心机等。

    七、实验步骤

    1. 将微藻培养用的250 ml三个清洗干净,用封膜封口,121℃湿热灭菌20分钟,冷却备用。

    2. 按照人工海水配方(配方见附录)称量药品,配制人工海水1L,,装入三角瓶(每瓶1000ml),与加热灭菌后,冷却备用。

    3. 配制f/2培养基:以人工海水为基础,加入f/2培养基营养盐(配方见附录),制备培养基。

    4. 海洋微藻接种:在250 ml的三角瓶中,加入100 ml F/2培养基,按照10%的接种量接种藻液。

    5. 微藻的培养:接种后的藻液瓶置于装有日光灯的架台上,培养温度25~30℃,光照周期12:12,每日摇瓶2~3次,同时观察藻种的生长情况,随时进行适当的调整。

    6. 藻体细胞的收集:微藻培养7~10天就进入对数生长期,可以回收藻体细胞,将藻液以4500 r/min的速度离心15分钟收集藻体,冻存藻泥或真空冻干成藻粉保存已备后续分离活性物质实验。

    八、思考题

    1. 影响微藻生长的因素有哪些?

    2. 微藻的实际应用有那些?

    九、实验报告

    学生的实验报告应包括实验目的、原理及试验结果,同时要有较充分地讨论或感想。

    十、注意事项及其它说明

    酒精灯的安全使用,不能在点燃时添加酒精,不能用点燃的酒精灯去点燃另一个酒精灯,不能用嘴去吹灭酒精灯。

    钙盐和镁盐应单独溶解后再加入其他的混盐溶液中,以防止沉淀的发生。

    [备注]

    一、人工海水配方

    KCl 0.664 g/L;

    KBr 0.096 g/L;

    NaF 0.003 g/L;

    SrCl2•6H2O 0.024 g/L;

    H3BO3 0.026 g/L;

    MgCl2•6H2O 4.981 g/L;

    Na2SO4 3.917 g/L;

    NaHCO3 0.192 g/L;

    CaCl2 1.102 g/L;

    NaCl 23.476 g/L;

    二、f /2培养液的配方

    (1)NaNO3 74.8 mg/L;

    (2)NaH2PO4 4.4 mg/L;

    (3)Na2SiO3•9H2O 11 mg/L;

    (4)FeC6H5O7•5H2O 3.9 g/L

    (5)微量元素配方

    ZnSO4•4H2O 23 mg/L;

    MnCl2•4H2O 178 mg/L;

    CoCl2•6H2O 12 mg/L;

    Na2EDTA 4.35 g/L;

    CuSO4•5H2O 10 mg/L;

    Na2MoO4•2H2O 7.3 mg/L

    (6)维生素

    VB12 0.5 mg/L;

    VB1 100 mg/L

    三、培养基配置

    将f /2培养液的6种营养盐分别配置成母液,而后121℃、20 min湿热灭菌,(1)~(5)号营养盐冷却后常温保存,维生素溶液4℃冷藏保存。

    按照配方配制人工海水,然后进行加热灭菌,冷却至室温,无菌操作加入f /2营养盐,(1)~(4)号溶液各1 ml,微量元素和维生素各0.5 ml,混匀即为海藻培养基,备用。

    实验十酸乳的发酵生产

    一、实验目的:

    1.学习发酵酸乳的生产原理与生产工艺

    2.了解发酵乳的生产设备

    二、实验内容

    本实验主要涉及酸乳发酵剂的制备、MRS培养基的制备、酸乳发酵生产原料的配置以及酸乳发酵生产的在线控制。

    三、实验要求

    先集中讲解实验内容和操作要点,然后再由学生进行实际的操作与试验。

    四、实验准备

    学生应该先预习微生物培养与发酵等相关方面内容

    五、实验原理、方法和手段

    酸奶是以牛奶等为原料,经乳酸菌发酵生产的一种具有较高营养价值的特殊风味的产品,并可作为具有一定功能的保健食品。其制作原理是在经过灭菌的原料乳中接种保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌后,恒温培养。在恒温培养过程中,这两种乳酸菌进行生长繁殖,并产生乳酸使乳的pH下降,乳的pH下降到一定程度后,乳蛋白质发生变性形成三维网状结构,此时乳的外观为软凝胶。乳酸菌发酵还产生乙醛、丁二酮和挥发性酸等芳香物质,赋予酸奶以独特的滋味和香味。

    其生产工艺流程如下:

    原始保藏菌株→母发酵剂→生产发酵剂

    ↓

    原料→配制溶解→预热→均质→加热杀菌→降温接种→装瓶封口

    发酵→抽样检验→冷却→抽样检验→成品

    六、实验条件

    仪器设备:智能酸奶机(ZSNJ-50)(天津市特斯达食品机械科技有限公司);超净工作台;高压灭菌器;

    实验材料:保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、脱脂奶粉、蔗糖、MRS培养基

    七、实验步骤

    1. MRS培养基的制备,MRS培养基用于活菌计数

    MRS培养基的配方:蛋白胨10g,牛肉浸膏10g,酵母膏5g,葡萄糖20g,磷酸氢二钾2g,醋酸钠5g,柠檬酸氢二铵2g,七水硫酸镁2g,四水硫酸锰50mg,吐温801.0g,蒸馏水1000mL,灭菌前pH6.2-6.6,灭菌后pH6.0-6.5;

    按照配方配制MRS培养基,随后在115℃条件下湿热灭菌20分钟,冷却备用。

    2. 发酵剂制备

    将冻干或液体保藏菌种接入10-12%牛乳试管(90-95℃杀菌30-60min或者105℃湿热灭菌20min)中于37-40℃培养至牛乳凝固,连续活化2-3次,转接与三角瓶中(母发酵剂),接种量1%。生产上还需进行一级扩大培养(生产发酵剂),接种量2-3%

    3. 原料配制

    原料乳可根据产品要求加糖或不加糖,一般添加量6-10%。若用脱脂奶粉配制,奶粉浓度为5%。不同风味与香味型酸奶可在此时加入相应的配料或添加剂。然后将配置好的原料乳液转移至智能酸奶机(ZSNJ-50)的料缸中。原料乳要配置30kg。

    4. 原料乳的处理

    配置好的原料在智能酸奶机(ZSNJ-50)中要经过均质(以均质头来实现),保温巴氏杀菌以及冷却(冷却至40℃),然后无菌操作接入发酵剂,此时所用的发酵剂可以是前期制备出来的发酵剂(添加量为3%),也可以是真空包装的直投式发酵剂(20g/30Kg),并混合均匀。

    5. 酸乳发酵及冷却后熟

    接种后的原料乳在40℃下保温发酵3小时,当酸度达到一定值之后,俗称酸奶已经成熟时,应终止培养,进入冷却和冷藏阶段,这时酸奶仍继续缓慢产酸,这称做后产酸或后熟,此阶段最好经过大约24h。

    八、思考题

    1、发酵乳酸为什么能引起凝乳?

    2、分析发酵剂质量对酸奶质量的影响。

    九、实验报告

    实验前预习相关的酸乳发酵的知识,实验报告分为实验目的、酸乳发酵的基本原理、实验的操作步骤,以及思考的回答

    十、注意事项及其它说明

    实验十一基因工程菌的发酵及重组蛋白的诱导表达

    一、实验目的和内容

    1. 掌握基因工程菌高密度培养(发酵)的方法和重组蛋白诱导表达的条件和方法

    2. 了解基因工程菌的生长特性和菌密度与重组蛋白表达的关系。

    二、实验内容

    采用集中授课形式。本实验为综合性实验,涉及到的多个知识点。具体如下:

    1.基因工程菌的概念

    2.质粒的概念,蛋白质表达的概念

    3.基因工程菌的培养方法及生长曲线的绘制

    4.细胞破碎,离心,柱层析等分离方法

    三、实验要求

    集中授课形式。

    四、实验准备

    在参加此实验之前,学生需要掌握的知识和操作如下:

    1.微生物菌种的复苏,接种、传代等方法。几种常见的微生物培养基的配制方法

    2.微生物好氧菌的摇瓶培养方法及主要影响条件

    3.基因工程菌的诱导条件及主要诱导方法

    4.蛋白质测定的主要方法

    五、实验原理、方法及手段

    1.实验原理:

    基因工程产品的生产过程一般包括基因重组菌株的的构建,工程菌的发酵和目标产物的分离纯化几个阶段。其中基因工程菌株的发酵工艺起着承上启下的关键作用。一方面,它表征了该工程菌构建的优劣,并能够衡量该工程菌是否具有商业价值。另一方面,它又为下游加工阶段提供了粗原料。所以工程菌发酵结果的好坏直接关系到后续工艺的可行性和整个产品的成本。基因工程菌的高密度培养(发酵)过程受到培养温度,接种量,培养基组成(特别是碳氮比,溶氧等参数影响。

    另外在基因工程菌的培养过程中,需要寻找一个合适的诱导时机,以便得到目标蛋白质的高表达产物。对于调控型启动子,一般在对数中期诱导为宜。诱导剂IPTG的作用就是结合附着在操纵基因上的阻遏蛋白以打开操纵基因,让RNA聚合酶沿着DNA5’端滑动,从而使外源基因得以表达。诱导剂的加入量对菌体生长及产物表达均有影响。

    2.实验方法及手段

    (1)摇瓶中基因工程菌的培养与诱导表达

    从平板上挑取基因工程菌单菌落,接种于4ml LB的液体培养基中, 37°C过夜培养后,将培养液转接入100ml 2*YT液体培养基中,于37°C,170r/min下培养,使培养液菌密度扩增至OD600,加入诱导剂IPTG至最终浓度为0.5mmol/L下进行诱导。诱导4h后,10000r/min下离心10min,收集菌体,于冷藏保存.

    (2)质粒稳定性检测

    将发酵液用生理盐水稀释106-109倍,取0.1ml涂布于不含氨卞霉素的LB固体培养基的平板上,菌落数控制在100-300个,于37°C培养24h,从中选100个单菌落转接到含有的100ug/ml氨卞青霉素的固体培养基上,再于37°C培养24h后计算菌落数(设为A),则质粒稳定性为A%.

    (3)摇瓶中基因工程菌高密度培养,诱导与基因工程菌生长曲线的绘制.

    从平板上挑取基因工程菌单菌落,接种于4ml的LB液体培养基中,37°C过夜培养后,将培养液转接于100ml 2*YT液体培养基中, 37°C, 170r/min培养4-5小时后,迅速转接于已灭菌的装有5L优化培养基的发酵罐中。在一定条件下,培养到一定OD600,加入诱导剂至最终浓度为0.5mmol/L进行诱导培养,诱导4h后,结束发酵实验。整个发酵过程中,对温度,搅拌转速,溶氧实行控制,其中通过蠕动泵控制酸碱的流加来调节,溶氧和搅拌转速采用串级反馈控制,温度依靠夹套水温和流加大小控制在设定值.气体流速的控制依靠手动阀门来调节。

    基因工程菌生长曲线的绘制:取样在发酵过程中,每隔2小时取一次样,测定其吸光度.并在标准曲线中查出其对应的菌体浓度.

    (4)基因工程菌的破碎及发酵液中总蛋白含量的测定

    将发酵液离心分离菌体,后用超声破碎仪破碎菌体。破碎缓冲液由10mol/mL咪唑和磷酸盐缓冲液组成。破碎后细胞中总蛋白含量的测定采用Bradford G250法。重组蛋白介素-11的表达量的测定:通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺SDS-PAGE电泳方法测定。葡萄糖浓度的测定:采用3,5-二硝基水杨酸比色定糖法。

    (5)重组介素-11蛋白的透析和柱层析

    将破碎后的混合液离心分离,取上清。用EDTA和NaOH处理过的透析袋透析4个小时,然后过层析柱。层析柱中装填了用缓冲液胀过的DEAE-纤维素树脂。在收集流出液。

    六、实验条件

    1.材料

    (1)宿主菌和质粒

    宿主菌:大肠杆菌E.coli BL 21(DE3)(本实验室已有)

    质粒:pET32a+

    (2)培养基组成

    LB固体培养基(用于种子培养)(g/L):胰蛋白胨10,酵母提取物5,氯化钠5

    LB固体培养基:LB液体培养基中加入1.5-2.0%琼脂粉即可,用于种子斜面培养。

    2*YT培养基(用于摇瓶发酵)(g/L):葡萄糖2:酵母提取物5,蛋白胨5,NaCl 1,MgSO4 0.1,KH2PO4 0.5.以上各种培养基pH值全部调为7.0,且培养基中都加入经微孔滤膜除菌的氨卞青霉素,使其最终浓度为100ug/ml.

    (3)EDTA;磷酸缓冲液;咪唑;IPTG

    2.仪器设备

    分光光度计;控温摇床;超声波破碎仪;冷冻离心机;层析柱;DEAE-纤维素树脂。

    七、实验步骤

    1.菌种复苏——斜面培养——挑单菌落——一级种子培养——摇瓶培养

    2.质粒稳定性检测

    3.摇瓶中基因工程菌高密度培养,诱导与基因工程菌生长曲线的绘制

    4.基因工程菌的破碎及发酵液中总蛋白含量的测定

    5.重组介素-11蛋白的透析和柱层析

    八、思考题

    1、基因工程菌高密度培养过程的影响因素?

    2、基因工程菌发酵过程中菌体密度与重组蛋白质表达量的关系?

    九、实验报告

    1.实验预习

    2.实验记录

    3.实验报告

    编者吴蕾

    实验十二白酒感官品评实验

    一、实验目的

    通过本实验使学生掌握白酒感官品评用语以及品酒的原理、方法、步骤,通过白酒的感官品评实验,也使学生加深对白酒发酵工艺的理解,更加全面了解不同白酒的风格和特征。

    二、实验内容

    1熟悉和掌握不同香型白酒风格和特征,主要包括酱香型白酒、浓香型白酒和清香型白酒。

    2熟悉不同风格白酒的感官品评术语和评分标准。

    3掌握白酒感官品评的步骤。

    4掌握三杯法品酒的方法和原理。

    三、实验要求

    本实验要求以学生自主训练为主的开放模式组织教学,

    四、实验准备

    白酒品质优劣的鉴定,通常是通过理化分析和感官检验的方法实现的。所谓理化分析,就是使用各种现代仪器,对组成白酒的主要物理化学成分,如乙醇、总酸、总酯、高级醇、甲醇、重金属、氯化物等进行科学测定(通称卫生指标测定)。所谓感官检验,就是人们常说的品评、尝评、鉴评等,它是利用人的感觉器官——眼、鼻、口来判断酒的色、香、味、格的方法。具体说,就是用眼观察白酒的外观、色泽和有无悬浮物、沉淀物等,简称为视觉检验;用鼻闻白酒的香气,检验其是否有酸败味及异味等,简称为嗅觉检验;将酒含在口中使舌头的味觉与鼻子的嗅觉对白酒形成综合感觉,简称为风味(又称风格)检验。

    白酒是一种味觉品,它的色、香、味、格的形成不仅决定于各种理化成分的数量,还决定于各种成分之间的协调平衡、微量成分衬托等关系,而人们对白酒的感官检验,正是对白酒的色、香、味、格的综合性反映。这种反映是很复杂的,仅靠对理化成分的分析不可能全面地、准确地反映白酒的色、香、味、格的特点。因此,对白酒品质的鉴定,更多地是依靠感觉器官的尝评方法来弥补其不足。就现阶段的实际情况而言,任何精密仪器都代替不了人的味觉和嗅觉,用气相色谱仪分析白酒类微量香味成分对1/10万g含量的物质是可测定出来的,但超过这个极限则无法检测。而人的感官对1/100万g的含量的微量成分却能感觉出来,尤其有的感觉指标是不能用数据表示的。因此虽然现代的科学仪器能把白酒的微量成分分析出来,但是仍然不能准确地测定白酒内在质量,只能作为一种辅助的手段。

    白酒的品评具有快速、准确的特点,是国内外鉴别食品内在质量的重要手段,也是当今世界上鉴定酒类优劣的快速有效的方法。品评是生产企业和管理部门鉴定和检验产品的质量等级的有关依据,它标志企业的管理水平。

    五、实验原理、方法和手段

    1 实验原理

    所谓感官检验,就是人们常说的品评、尝评、鉴评等,它是利用人的感觉器官——眼、鼻、口来判断酒的色、香、味、格的方法。具体说,就是用眼观察白酒的外观、色泽和有无悬浮物、沉淀物等,简称为视觉检验;用鼻闻白酒的香气,检验其是否有酸败味及异味等,简称为嗅觉检验;将酒含在口中使舌头的味觉与鼻子的嗅觉对白酒形成综合感觉,简称为风味(又称风格)检验。

    2 实验方法和手段

    1.评酒标准

    评酒标准的主要依据是产品质量标准。在产品质量标准中明确规定了白酒感官标准技术要求。它包括色、香、味和风格4个部分。目前在产品质量标准中有国家标准、行业标准和企业标准。根据国家标准化法规定,各企业生产的产品必须执行产品标准,首先要执行国家标准,无国家标准的要执行行业标准,无行业标准的要执行企业标准。

    2.标准白酒感官评定方法

    感官评定是指评酒者通过眼、鼻、口等感觉器官,对白酒样品的色泽、香气、口味及风格特征的分析评价。

    3.品酒环境

    评酒室要光线充足、柔和、适宜,温度20~25℃,湿度为60%左右,恒温恒湿,空气新鲜,无香气及邪杂气味。

    4.品酒杯

    酒杯的形状是郁金香型高脚,无色、透明、无花纹,厚薄均匀,杯高100mm,脚高46mm,杯身最大直径45mm,杯口直径33mm,厚度为0.7±0.2mm,杯脚座直径39mm。

    5.白酒品评方法

    白酒品评的正确顺序是先观色,其次闻香,再尝滋味,然后综合色、香、味的特点判断酒的风格,即酒的典型性。

    5.1白酒的嗅闻方法

    将酒杯举起,置酒杯于鼻下二寸处,头略低,轻嗅其气味。最初不要摇杯,闻酒的香气挥发情况;然后摇杯闻强的香气。凡是香气协调,有愉快感,主体香突出,无其它邪杂气味,溢香性又好,一倒出就香气四溢,芳香扑鼻的,说明酒中的香气物质较多。属于喷香性好,一入口,香气就充满口腔,大有冲喷之势的,说明酒中含有低沸点的香气物质较多;属于留香性好,咽下后,口中应该仍留有余香,酒后作嗝时,还有一种令人舒适的特殊香气喷出的,说明酒中的高沸点酯类较多。所谓的余香悠长,首先应鉴别酒的香型,检查芳香气味的浓郁程度,继而将杯接近鼻孔,进一步闻,分析其芳香气的细腻性,是否纯正,是否有其它邪杂气。在闻的时候,要先呼气,后再对酒吸气,不能对酒呼气。一杯酒最多闻三次就应该有准确记录。最好用右手端杯,左手煽风继续闻。闻完一杯,稍微休息片刻,再闻另一杯。

    为了鉴别酒中的特殊香气,可采取以下三种方法

    (1)用一小块过滤纸,吸入适量酒液,放在鼻孔处细闻,然后将过滤纸旋转半个小时左右,继续闻其香,确定放香的时间和大小。

    (2)在手心中滴入一定数量的酒,握紧手与鼻接近,从大拇指和食指间形成的空隙处,嗅闻它的香气,以此验证香气是否正确。

    (3)将少许酒置于手背上,借用体温,使酒样挥发,嗅闻其香气,判断酒香的真伪、留香长短和好坏。

    5.2酒的口尝方法

    将酒杯送到嘴边,将酒含在口中,大约为4至10毫升,每次含入口中的酒数量,必须保持一致性。先从香味淡的开始尝,由淡而浓,再由浓而淡,反复多次。将暴香味或异香味的酒留到最后尝,防止味觉器官受干扰。将酒沾满口腔,然后吐出或咽下。用舌头抵住前颔,将酒气随呼吸从鼻孔排出,以检查酒性是否刺鼻。在用舌头品尝酒的滋味时,要分析嘴里酒的各种味道变化情况,最初甜味,次后酸味和咸味,再后是苦味、涩味。舌面要在口腔中移动,以领略涩味程度。酒液进口应柔和爽口,带甜、酸,无异味,饮后要有余香味,要注意余味时间有多长。酒留在口腔中的时间约10秒钟。用茶水漱口。在初尝以后则可适当加大入口量,以鉴定酒的回味长短、尾味是否干净,是回甜还是后苦。并鉴定有无刺激喉咙等不愉快的感觉。应根据两次尝味后形成的综合印象来判断优劣,写下评语。

    6.记分标准:表1色泽与香气记分标准及表2口味与风格记分标准。

    表1色泽与香气记分标准

    色泽

    分数

    香气

    分数

    无色透明

    +10

    具备固定香型的香气特点

    +25

    混浊

    -4

    放香不足

    -2

    沉淀

    -2

    香气不纯

    -2

    悬浮物

    -2

    香气不足

    -2

    带色(除微黄色外)

    -2

    带有异香

    -3

    有不愉快气味

    -5

    有杂醇油气味

    -5

    有其它臭气

    -7

    注:“+”表示加分,“-”表示扣分。

    表2口味与风格记分标准

    口 味

    分数

    风 格

    分数

    具有本香型的口味特点

    +50

    具有本品的特有风格

    +15

    欠绵软

    -2

    风格不突出

    -5

    欠回甜

    -2

    偏格

    -5

    淡 薄

    -2

    错格

    -5

    冲 辣

    -3

    后味短

    -2

    后味淡

    -2

    后味苦(对小曲酒放宽)

    -3

    涩 味

    -5

    焦糊味

    -3

    辅料味

    -5

    梢子味

    -5

    杂醇油味

    -5

    糠腥味

    -5

    其它邪杂味

    -6

    注:“+”表示加分;“-”表示扣分。

    六、实验条件

    1材料

    各香型白酒代表酒,酱香型茅台酒,浓香型五粮液,清香型汾酒,米香型桂林三花酒,其它香型西凤酒等。麸曲酒,糖化酶酒,纪录纸。

    2仪器

    品酒台,品酒杯,漱口杯。

    七实验步骤

    1 .品评步骤

    名优白酒的感官质量,主要包括色、香、味、风格四个部分。品评就是通过眼观其色、鼻闻其香、口尝其味,并综合色、香、味三个方面感官的印象,确定其风格的方法完成尝评的全过程如下:

    (1)色

    白酒色泽的评定是通过人的眼睛来确定的。先把酒样放在评酒桌的白纸上,用眼睛正视和俯视,观察酒样有无色泽和色泽深浅,同时做好记录。在观察透明度、有无悬浮物和沉淀物时,要把酒杯拿起来,然后轻轻摇动,使酒液游动后进行观察。根据观察,对照标准,打分并作出色泽的鉴评结论。由于白酒的发酵期和贮存期较长,成分也颇为复杂,通常都带有极微的黄色,这是许可的。失去光泽浑浊或夹有杂物、悬浮物、沉淀物等,则应视为酒色不正常而扣分

    酒色的评语一般用无色、清澈透明、微黄色、黄色、微浑浊、较透明、有沉淀、有渣滓等术语来表示。酒色的国家标准是:无色透明给10分,酒色不正常应扣分,有浑浊现象扣3~4分,沉淀和悬浮物扣2~5分,色泽过黄或不能显示透明扣2分。总之,应根据实际情况酌情给分。

    (2)香气

    白酒的香气是通过鼻子判断确定的。当被评酒样上齐后,首先注意酒杯中的酒量多少,把酒杯中多余的酒样倒掉,使同一轮酒样中酒量基本相同之后才嗅闻其香气。在嗅闻时要注意:

    ①鼻子和酒杯的距离要一致,一般在1-3cm。

    ②吸气量不要忽大忽小,吸气不要过猛。

    ③嗅闻时,只能对酒吸气,不要呼气。

    在嗅闻时按1、2、3、4、5顺次进行,辨别酒的香气和异香,做好记录。再按反顺次进行嗅闻。经反复后,综合几次嗅闻的情况,排出质量顺位。再嗅闻时,对香气突出的排列在前,香气小的、气味不正的排列在后。初步排顺位后,嗅闻的重点是对香气相近似的酒样进行对比,最后确定质量优劣的顺位。

    闻评时可根据个人嗅觉器官的灵敏情况和耐力进行闻评。如果耐力强,可按上面闻评方法再重新闻评一次、二次结果相对照,对意见不同的重新闻评。这样可以防止顺效应、后效应、顺序效应和个人印象的差错。

    对不同香型酒混在一起品评时,闻评则更为重要。闻评时首先分出各编号属于那种香型,而后再按清香型、米香型、酱香型、浓香型、其它香型的顺序各自依次进行闻评。对不能确定香型的酒样,在尝评时综合确定。闻评时发现有不是本轮次的香型酒样,放到最后单独去闻评。为确保嗅闻结果的准确,可采用把酒滴在手心或手背上,靠手的温度使酒挥发来闻其香气,或把酒倒掉,放置10~15min后嗅闻空杯。后一种方法是确定酱香型白酒空杯留香的惟一方法。

    检查香气的内容大致可以概括为:检查有无香气,属于何种香型,香气正或不正,也就是说主体香是否突出,放香大或小等项目。如果没有香气、香气短而淡薄或有其他异杂味,则应在尝评记分表的“香”一栏内酌情扣分。香这一项目在国家评酒规定中是25分。

    酒香的评语一般是用芳香、特殊芳香、芳香悦人、芳香浓郁、香气优雅、窖香浓郁、浓香馥郁、窖香、浓香、糟香、曲香、酯香、果香、芝麻香、米香清雅、清香悠久、清香纯正、酱香突出、固有的香、特有的香、应有的香、有异香、微香、香短和香不足、香不明显、放香小、不香、香冲鼻、香不纯正、有醛臭、有乙缩醛气味、有焦糊气味、有腐败臭、丙酮臭、油臭、杂醇油臭及其他臭气味等术语来表示。酒香的给分标准是:具有本香型的特点,香气悠久而舒畅给23—25分;香不足,欠纯正扣2—4分;有不愉快的香气扣4分;有杂醇油和其他臭气扣5~10分。

    (3)味

    白酒的味的检验主要是通过人的味觉器官——舌头对酒样的反映来实现的。白酒的基本口味有甜、酸、苦、辣、涩、咸等。白酒的味的感官检验标准应该是在香气纯正的前提下,口味丰满浓厚、绵软甘冽、尾味净爽、回味悠长,各味协调。过酸、过涩、过辣都是酒质不高的表现。先将盛酒样的酒杯端起,吸取少量酒样于口腔内,品尝其味,在品尝时要注意:

    ①每次入口量要保持一致,以0.2~2.0mL为宜。

    ②酒样布满舌面,仔细辨别其味道。

    ③酒样下咽后,立即张口吸气,闭口呼气,辨别酒的后味。

    ④品尝次数不宜过多,一般不超过3次。

    每次品尝后茶水漱口,防止味觉疲劳。酒味的评定首先是将盛有酒样的酒杯按闻香好坏的排列顺序,先从香淡的开始尝起,由淡而浓,再由浓而淡,反复多次。注意将暴香或有异味的酒留到最后尝,以防止异味对味觉器官的干扰。同时,必须严格掌握每种酒样的入口量要相等。开始时可先含少量酒,沾满全舌后将酒吐出或咽下。在尝高度酒和验收基础酒时,最好不要咽下以免醉倒。最后,用舌头尝酒的滋味是否调和,边尝边作记录。一般讲,舌尖对甜、辣味较敏感。用舌尖和舌边配合尝感味要明显一些,而要领略酒样是否有涩味则最好用移动舌面,使之与整个口腔磨擦的办法为佳。初尝以后,可适当加大饮量,鉴定酒的回味长短,尾味是否干净,是回甜还是后苦,有无刺喉等不愉快之感。再根据两次尝味后形成的综合印象判断优劣,写下评语,记下得分。酒味在100分制的品评评分中满分是50分,占应得分总量的50%,是得分最高的一项。酒味的评分标准是具有本香型酒的回味特点,各味谐调的可给48~50分;欠绵软,欠回甜,味稍淡等均扣2—4分;冲辣,后味苦,有涩味等扣3~6分;有焦糊味、辅料味、杂醇油味、酒尾味的扣5—10分;有其他邪杂味扣10分以上。评分一般没有硬性规定,总之根据各种味道的不同程度酌情记分。

    酒味的评语一般用醇和、浓厚、酒体醇厚、入口甘美、落喉净爽、圆润、绵软甘冽、入口绵、落口甜、酸甜适口、各味协调、有甜味、回味悠长、后味顺畅和有药味、杂味、味短、寡淡、有辅料味、生粮味、窖泥酸味、杂醇油味、霉味、酒糟味、焦糊味、涩味、苦味、暴糙、麻味、有其他不知名的邪味和不愉快的味道等术语来表示。

    (4)格

    格,指风格,也称风味、酒体、典型性,是指酒色、香、味的综合表现。它是由原料、工艺相结合而创造出来的。各种香型的名优白酒,都有自己独特的格,它是酒中各种微量香味物质达到一定比例及含量后的综合阈值的物理特征的具体表现。换句话说,格就是人们对各种酒的典型的色、香、味等方面的综合性感官印象。对名优酒的格通常都是用四句话来描述。例如:茅台酒(53。),是用酱香突出、优雅细腻、酒体醇厚、回味悠长、空杯留香好而著称(酒倒后,不洗杯较长时间后仍留有酒香香气变化很小)来描述它的格。剑南春,则是用芳香浓郁、绵软甘美、清冽净爽、余香悠长来描述它的格。酒的格在100分制的尝评评分中满分是15分,占应得分总量的15%。酒的格的感官检验一般用独特固有的风格、优雅(极好)、美好(上等)、清香、酱香、浓香、米香、芝麻香、其他香、各味协调、诸昧调和、自然协调、酒体完美恰到好处,或一般风格、大路货、不突出、偏格、错格、风味不悦人等术语来表示。酒格的评分标准是:具有本香型独特优美风格的给15分;风格不突出或偏格的扣3—5分,错格的扣5分以上。在尝评中,不论是香、味还是风格,都由评酒委员根据具体的实际情况酌情评分,没有具体的非常明确的标准界限。

    2白酒品评训练

    三杯品评法:也称三角品评法。

    评酒时采用暗评的方法,评酒人员一次品尝三杯酒样,其中两杯是同样酒,品评人应品出哪两杯是一样的酒,两种酒之间在风味、风格上存在哪些差异,并对各自的风味、风格进行评述。

    除上述方法外,还有嗅香品评法,是以嗅感酒香为主的评酒方法;掺释品酒法,是对风格、风味不易分辨的酒品中掺入水和饮料进行稀释后,再进行品评的方法。评酒的方法很多,不同的酒品采取不同的品评方法,目的白酒品评训练主要是三杯品评法。

    八思考题

    1 试论述不同香型白酒的风格特征?

    2 试回答白酒感官评定特点和步骤?

    3 试回答白酒感官评定的评分标准和专业术语?

    九、实验报告

    1实验预习:了解不同类型白酒的风格特征;了解白酒感官评定的步骤;了解白酒感官评定的评分标准;熟悉白酒评定的三杯法。

    2实验记录:记录不同类型白酒色、香、味、格的分数和评语。

    3实验报告:

    表3 白酒品评记录表

    酒样编号

    评酒记分

    总分/100分

    评语

    顺位

    色/10分

    香/25分

    味/50分

    格/15分

    十、注意事项及其它说明:

    1在实验室内禁止饮食、吸烟、嚼口香糖等。

    2白酒属易燃物品注意防火。

    实验十三啤酒感官品评实验

    一、实验目的

    通过本实验使学生掌握不同类型啤酒感官品评专业用语以及品酒的原理、方法、步骤,通过啤酒的感官品评实验,也使学生加深对啤酒发酵工艺的理解,更加全面了解不同啤酒的风格和特征。

    二、实验内容

    1熟悉和掌握不同类型啤酒风格和特征。

    2熟悉不同风格啤酒的感官品评术语和评分标准。

    3掌握啤酒感官品评的步骤。

    4掌握啤酒感官评定的方法和原理。

    三、实验要求

    本实验要求以学生自主训练为主的开放模式组织教学,

    四、实验准备

    啤酒的感官品评是一门科学,国内外研究很多。随着科学技术的发展,啤酒的理化指标及风味物质含量可以用仪器分析方法检测,电子鼻技术也逐渐应用于酒的品评,但得到的数据远远不能完美地表达啤酒的整个风味品质,风味的好坏还得依靠人们的感觉器官来辨别。感官品评不需要复杂的仪器设备,随时可以进行,是啤酒厂一项不可替代的极为重要的技术工作,是控制啤酒质量的重要手段之一。

    1啤酒的风味

    1.1啤酒中主要的风味化合物

    啤酒中已经被认知的风味化合物有600多种,其中确定阈值的有200多种。挥发性的风味化合物主要包括醇、醛、酸、酯、酮、硫化物及酚类物质等,它们之间的作用往往是协同的、加成的,共同影响着啤酒的质量。在啤酒发酵过程中,不同的风味化合物在啤酒酿造的不同阶段生成。糖化过程中产生的味主要有麦芽香味、酒花香味、苦味、酸味、二甲基硫;发酵过程中产生的味有高级醇味、酯味、双乙酰味、乙醛、硫化氢、脂肪酸等;后酵结束时产生的风味通常是不好的异味,包括纸板味、金属味、氧化味、日光臭味等。

    1.2 啤酒风味物质强度

    风味物质强度用风味单元(FU)来表示,FLT=风味物质浓度/风味物质阈值FU值与被察觉程度对应关系如下表:

    根据风味强度的不同,可以将啤酒中的风味化合物分为四大类:主要风味化合物、次要风味化合物、第三位风味化合物及背景风味化合物。

    1)主要风味化合物在啤酒中的风味强度大于2FU,去除这类风味化合物会使啤酒的风味有大幅度改变;

    2)次要风味化合物在啤酒中的风味强度在0.5~2FU之间,去除某一种这类风味化合物对风味影响不大;

    3)第三位风味化合物风味强度在0.1~0.5FU之间,去除某一种这类风味化合物对啤酒风味的影响察觉不到;

    4)背景风味化合物大约有700多种,风味强度在0.1FU以下,它们当中的任何一种对啤酒风味的影响都微乎其微,所有这类风味化合物的总和对啤酒风味的影响不超20%。

    1.3啤酒风味物质之间的相互影响

    啤酒中的挥发性风味物质混合时,相互之间会有影响。

    1)高级醇混合时,异戊醇的风味由于其它醇的存在被削弱,苯乙醇的风味由于其它醇的存在而增强;

    2)酸类物质混合时,乙酸、丁酸、异戊酸不会相互干扰,而含6~10个碳的酸类物质风味强度是加成的;

    3)不同类型的酯类物质混合时,部分有加成作用,部分是独立的。

    总而言之,风味比较接近的物质相互作用时风味是加成的,而风味相差较大的物质相互作用时风味是各自独立的,风味部分相似的物质相互作用时风味强度是部分加成的,低于阈值浓度风味间相互作用时,不存在强烈的协同作用或是对抗作用。

    2啤酒感官品评的影响因素

    1)注意力:避免品评场所的颜色及异味造成对注意力的影响。

    2)余味及预尝:应以预尝或暖身的方式,让品评员的口腔状态在面对每一样品时都是平等的情况,否则第一个样品往往会被误导。

    3)同化作用:有时优等酒会因与劣等酒同时品尝而使评分骤低,或劣等酒因与优等酒同时品尝而使评分变佳,亦即临近偏差,品评样品随机供应次序可避免此误差。

    4)集中趋势:品评员评分的分数区间皆为评分系统的中央区域,应提醒及训练品评员使用整段评分系统。

    5)样品的变化:酒类为气味复杂丰富的产品,气味易挥发于空气中,如一次供应过多样品,次序排在后面的样品等待时间较长。因此每次不应供应过多样品,并要求品评员品尝后马上打分,避免重复品尝及样品久置后发生变化。

    6)一致性:使用相同的嗜好性尺标及特定的仪器,对品评员进行一致性的训练,以务求试验结果的精确度。

    7)环境因子:品评场所的灯光、墙壁颜色、桌面、气味、温度及湿度皆控制在不干扰品评员的程度,环境器具需整洁。

    8)疲劳:为避免因品评员本身疲劳而造成测试结果不稳定,通常会对同一酒样进行二次重复试验。

    9)干扰:应禁止品评员们在品评前进行讨论而彼此影响,且避免出现某位较突出的品评员影响其它品评员的感受的现象。

    10)偏好偏差:成见会使得品评员对于酒样给予不同的标准,例如加入自身记忆或以家乡酒样的印象进行评分,都不可取。为避免此效应造成误差,首先必须筛选合适的品评员,避免拥有特定立场的人评分不客观,例如:酒厂研发人员不适合对本厂产品与竞争产品进行比较。

    11)异常数据:数据处理时应取平均值,过高过低的数据应去掉。

    12)评分系统错误:不能同时要求品评员评定酒类产品的品质优劣和其对此酒品的喜好,也就是品质和嗜好性不得同时进行评定。

    13)激性偏差:装酒的瓶子应一致,瓶身上应只有三位数的编码。

    14)品评员状态:需在品评员状态良好的情况进行品评,严禁在奔跑或忙碌工作后马上参与此项工作。

    五、实验原理、方法和手段

    1 实验原理

    1.1啤酒的风味

    啤酒一般是从外观、泡沫、香气、口味四个方面来评价啤酒感官质量的。

    1.2啤酒感官品评生理学基础

    1.2.1嗅觉:传导过程:嗅觉灵敏区位于鼻腔前庭中一个很小的区域,气流通过时,气味物质刺激鼻腔,产生一种感觉,不同的人,其嗅觉辨别阈值相差很大,即灵敏度表现不一。

    嗅觉功能特性:1)嗅觉适应:指的是有气味的物质作用于嗅觉器官一定时间后,嗅觉感受性降低的现象。对不同的物质,嗅觉适应的速度不同,同一物质刺激强度越大适应越快。嗅觉阈值和适应时间(100秒之内)之间存在直线函数关系。对一种物质的适应会影响其他刺激的感受性,这叫交叉适应。例如:适应于碘的人,对于酒精、向日葵、芫荽油感受迟钝一些;用惯香料的人,有烟癖的人、医生、护士,对若干种气味特别敏感,对其他气味可能较难感受。

    2)嗅觉的相互作用:当两种或几种不同的气味呈现时,可引起下列几种类型的感知觉:a混合物所含的成分可以清楚地确认出来;b可以产生一个新的气味;c与某单一成分有相似之味,但却有所不同;d其中一种气味可能占优势,而不易闻出其它气味,这种现象称为掩蔽效应;e气味彼此抵消以至无味,即中和作用。

    2.2.2味觉

    味觉传导过程:味觉感受器在舌和临近的腭上面,感觉物质通过,对味觉细胞产生刺激,通过神经产生味感。由于舌面上各种感受味蕾的分布不同,对各种刺激的敏感度也不同。典型的口味物质指甜、咸、酸、苦。

    味觉功能特性:1)味觉与嗅觉密切相关:鼻子不通气,就不能很好地辨别滋味,把鼻子堵上后,人除了能辨别酸、甜、咸、苦外,其他味道均不能辨别。

    2)味觉适应:是指一种有味物质在口腔里维持一段时间后,引起感觉强度逐渐降低的现象。适应时间指从刺激开始到味觉完全消失的时间间隔,它是刺激强度的函数,刺激强度低适应,反之亦然。对一种有味物质适应以后,提高了同类有味物质的阈值,这叫交叉适应。例如对一种酸适应后,提高了另一种酸的阈值。3)味觉的相互作用:a味的对比:把两种或两种以上不同味道的呈味物质以适当浓度调和在一起,其中一种呈味物质的味道更为突出的现象,叫对比现象;b味的消杀:把两种或两种以上的呈味物质以适当的浓度混合后,使每种味觉都减弱的现象,叫味的消杀;c味的转换:由于味器官接连受到两种不同味道的刺激而产生另一种味觉的现象。当尝过食盐或奎宁后,立即饮无味的清水,会感到水略有甜味;d味的相乘作用:把两种或两种以上的呈味物质以适当浓度混合后,使其中一种味觉大大增强的现象,例如:把麦芽酚加入饮料或糖果中,能加强其甜味。

    2 实验方法和手段

    2.1分析型感官品评

    品评小组对啤酒质量特征、质量等级作出描述、评分或判断的感官品评属于分析型感官品评。分析型感官品评也称1型或A型感官品评,它对于品评员、品评基准和试验条件都有严格要求。

    1)品评员应经过适当选择和训练,达到并维持在一定水平;

    2)品评基准要标准化,对于啤酒的评价要预先统一规定评价使用的术语、评分标度、评价项目指标和等级的定义等,必要时,还应制作标准样品;

    3)实验条件要规范化,对评价试验有影响的因素都要有一定的规定并保持稳定,试验样品的制备、保存、传送等都要有操作章程。

    2. 2偏爱型感官品评

    偏爱型感官品评是以样品去测量人群对它的感官反应。新的样品试制出来,经过品评员的鉴定,但在投放市场之前需要测量者喜欢或不喜欢。偏爱型感官品评也称2型或B型感官品评。偏爱型感官品评选择受试人群要有一定的人数和代表性,但不要经过训练,也不规定统一的评价标准和试验条件,因此,对于同一样品,不同的人,因其生理、心理、习俗、知识水平、民族、地域、季节等主客观因素的不同,会得出相差人的评价。

    啤酒是一种嗜好性强烈的酒类,品评员及酿酒专家们评定各方面品质皆优异的酒,未必会受到老百姓的喜爱,中间存在一定的落差。专家们专业的眼光可以把啤酒当成艺术品来欣赏,将其独特的感官特性一一解析;对消费者而言,重点往往在于是否好喝。品评员运用自己的品评能力可以更加了解产品特性,并将其运用于品质管理方面,而在了解了消费者的喜好后,研发人员可根据市场反馈情况进行配方改良或开发新产品。因此,在产品的研制、生产管理和销售各个环节,根据不同的检验目的,可以选择不同类型的感官品评,A型或B型各有其用武之地。

    六、实验条件

    1材料

    各类啤酒的代表酒,纪录纸和笔。

    2仪器

    品酒台,品酒杯,漱口杯。

    七实验步骤

    1啤酒的品评标准

    (1)黄啤酒评分标准

    色淡黄,带绿,淡黄,黄而不显暗色,透明清亮、透明,无悬浮物或沉淀物,泡沫泡沫高,持久(8-15°C,5min不消失)细腻、洁白、挂杯,香气有明显酒花香气、新鲜、无老化气味及生酒花气味,口味口味纯正、爽口、醇厚而杀口。

    (2)黑啤酒评分标准

    色泽黑红或黑棕。透明清亮透明、无悬浮物或沉淀物。香气有明显的麦芽香气,香正,无老化气味及不愉快的气味。(如:双乙酰气味、烟气味、酱油气味等)口味口味纯正、爽口、醇厚而杀口。甜味、焦糖味、后味苦、杂味等均不作为醇厚感,反正是不纯正、不爽口的表征。

    2啤酒品评步骤

    啤酒的最佳品评温度是在15℃以下保持1小时。评外观时亦要在适宜光线下直观或侧观,注意酒液的色泽,有无悬浮物、沉淀物等情况。啤酒的沉淀物是白色、褐色。啤酒色泽的色度,难以用眼直接观察判断,可用0.1N腆液毫升,配蒸馆水为标准,评酒时,用酒样与之对比?在标准的范围内即为合格(即用100毫升蒸馆水中加入0.1N腆液,一毫升为一度,以100毫升啤酒与之对比。含气现象是对啤酒品评的一项指标,常用平静、不平静、起泡、多泡等评语来说明酒液中的二氧化碳气是否充足用气泡如珠、细微连续、持久、暂时涌泡、泡不持久、形成晕圈等评语评价气泡升起的现象。

    泡沫也是啤酒的一个质量指标,与啤酒酒液中的二氧化碳气、麦芽汁等成份有关系。优质的啤酒倒入洁净的杯中,立即产生泡沫。啤酒中的泡沫以洁白、细腻、持久、挂杯为好,一般从斟酒时泡沫盖满酒面到消失持续的时间不应少于三分钟。

    啤酒的酒花香气要求新鲜清爽,没有老化气味,没有生酒花气味。麦芽香气应是清香(淡色啤酒)、焦香(浓色啤酒)。

    啤酒还必须含有适当的苦味才是正昧,适量的苦味给饮者以净口、开胃、生津、止渴等良好的作用。

    3啤酒感官品评培训

    作为一名专业的啤酒品评员,应该经常从灵敏度、察觉能力、记忆能力、辨别能力、以及描述能力几方面进行自我培训,使各方面的能力不断得以提高,培训的具体内容主要包括以下几方面:

    1)五杯法练习(考察察觉能力)五杯法练习包括以下几种形式:A、给出五杯酒样,其中有四杯完全相同,一杯稍有不同,要求指出不同的酒样(1、4法)。B、给出五杯酒样,其中有两杯完全相同,另外的三杯完全相同,要求指出相同的两杯酒样(2、3法)。C、给出五杯酒样,其中有两杯完全相同,另外的三杯各不相同,要求指出相同的两杯酒样。通常练习所使用的是A、B两种形式。

    2)重现性练习(五杯对号练习)(考察记忆能力)五杯酒样有不同的风味特点,第一轮随机排列进行品尝,记住各杯酒样的特性,第二轮打乱杯号再进行品尝,看能否确定同一酒样的前后对应杯号。

    3)复配练习(五杯选优练习)(考察辨别能力)五杯酒样依次为基酒、基酒+A、基酒+A+B、基酒+A+B+C、基酒+A+B+C+D,A、B、C、D分另0为四种缺陷风味物质,要求将五杯酒样从优到劣排出顺序(原则上从优到劣顺序为基酒、基酒+A、基酒+A +B、基酒+A+B+C、基酒+A+B+C+D)。

    八思考题

    1 试论述不同啤酒的风格特征和工艺特点?

    2 试回答啤酒感官评定特点和步骤?

    3 试回答啤酒感官评定的评分标准和专业术语?

    九、实验报告

    1实验预习:了解不同类型啤酒的风格特征;了解啤酒感官评定的步骤;了解啤酒感官评定的评分标准。

    2实验记录:记录不同类型啤酒感官评定的品评得分和专业评语。

    3实验报告:

    表2啤酒品评记录表

    酒样

    编号

    评酒记分

    总分/100分

    评语

    顺位

    色/20分

    香/30分

    味/40分

    格/10分

    气泡/15分

    十、注意事项及其它说明:

    1在实验室内禁止饮食、吸烟、嚼口香糖等。

    2学生在品酒期间注意实验室安静,不要吵闹。

    注:每个实验均需3学时,每班可分成两个大组,每两名同学为一个小组。

    实验十四B.Braun C30全自动发酵罐操作技术

    一、实验目的:

    通过本实验的学习,使学生熟悉B.Braun C30全自动发酵罐及配套设备的结构和工作原理。学会正确使用B.Braun C30全自动发酵罐及配套设备,培养学生实际操作技能。

    二、实验内容

    B.Braun C30全自动发酵罐及配套设备的操作技术

    三、实验要求

    本实验采用教师课堂讲解、演示为主、学生动手操作为辅的形式组织教学。

    四、实验准备

    B.Braun C30全自动发酵罐的电极校正

    五、实验原理、方法和手段

    B.Braun C30全自动发酵罐

    六、实验条件

    (1)仪器设备

    B.Braun C30全自动发酵罐,冷水机,空气净化机

    七、实验步骤

    (1).B.BraunC30全自动发酵罐的结构

    B.Braun C30全自动发酵罐由发酵罐罐体和控制系统两大部分组成。

    罐体结构

    罐体系统包括罐身、罐盖、过热水蒸汽发生系统、搅拌电机和管阀等设备组成。罐身:C30B.Braun全自动发酵罐的罐身由不锈钢组成,罐身下部开有端口,分别与温度电极、溶氧电极,PH电极及取样阀相连。

    罐盖:C30B.Braun全自动发酵罐的罐盖由不锈钢组成。C30B.Braun全自动发酵罐的罐盖布局如图所示。

    1.接搅拌电机端口2.接压缩空气过滤器端口 3.接冷凝器过滤器端口 4.5.6.接种端口及备用端口7.接消泡电极端口8接液位电极端口

    密封件:密封件由机械密封、骨架密封、硅橡胶“O”型圈组成。

    过热水蒸汽发生系统:由电加热套、水循环泵及管阀组成

    搅拌电极:置于罐盖上,下端与罐内的搅拌轴相连。

    控制系统

    发酵过程的工艺参数完全由控制系统来控制。控制系统由电源开关、控制面板、和酸泵、碱泵、消泡剂泵、液位调节泵等组成。

    电源开关:电源开关旋钮由“0”位转至“1”位,控制系统准备开始工作,电源开关旋钮由“1”位转至“0”位,电源关闭。

    控制面板:

    PH电极的校正:按下控制面板“Calibration”键,进入界面1,如图。光标在“TEMP”行“auto”前,按下“ENTER”键。光标至“BUFZ”行后,将PH电极插入PH=6.86标准缓冲溶液中,PH电极自动校正后,按下“ENTER”键。光标至“BUFS”行后,将PH电极插入PH=4.003标准缓冲溶液中,PH电极自动校正后,按下”ENTER”键。

    PH:***

    TEMP:*** auto

    界面1

    BUFZ:*** OK

    BUFS:*** OK

    溶氧电极的校正:按下控制面板“Calibration”键,再按控制面板的“▲”“▼”键,进入界面2,如图。培养基灭菌到“COOL1”阶段,校正溶氧电极的“0%”点。开始发酵前,校正溶氧电极的“100%”。

    P O2:***

    界面2

    TEMP:*** auto

    NITR:0.0%, OK

    AIR:100.0%, OK

    ZERO: 0.0 nR

    SLOPE: *** nR

    消泡电极的校正:

    进入消泡电极校正后,显示界面3:

    AFORM: 0 ml

    界面3

    MODE: total

    TOTAL: 0ml

    Flow: ***ml

    根据发酵罐中培养基的体积,确定消泡电极底端在发酵罐中的位置,然后在界面3设置消泡剂的流速和添加量.

    液位电极的校正:

    进入液位电极校正后,显示界面4:

    LEVEL: 0 ml

    界面4

    MODE: total

    TOTAL: 0ml

    Flow: ***ml

    根据发酵罐中培养基的体积,确定液位电极底端在发酵罐中的位置,然后在界面4设置发酵液的流速和数量。

    酸泵的校正:

    进入酸泵校正界面”5”.

    ACID : **ml

    界面5

    MODE: total

    Total: **ml

    Flow: **ml

    打开控制面板的酸泵按扭至“man”档,将与酸瓶相连的软管嵌入控制面板上酸泵对应的槽中。然后将按扭转换至“auto”档。在界面5设置酸液的流速和数量。

    碱泵的校正

    进入碱泵校正界面“6”

    界面6

    BASE : **ml

    MODE: total

    Total: **ml

    Flow: **ml

    打开控制面板的碱泵按扭至“man”档,将与碱瓶相连的软管嵌入控制面板上碱泵对应的槽中。然后将按扭转换至“auto”档。在界面6设置碱液的流速和数量。

    (2)灭菌

    灭菌的准备工作

    (1)将冷水机和发酵罐用软水管相连,形成闭和水循环回路。

    (2)打开冷水机的水循环泵

    (3)打开发酵罐的进水阀和溢流阀,关闭溢流阀,水压表压力达到3Pa,关闭进水阀。

    (4)校正PH电极

    (5)罐内放入培养液,调节消泡电极和液位电极底端距培养基液面的距离。

    (6)旋紧各种电极和罐盖备用端口的螺母

    (7)将进气过滤器提升至“sterilization”位置

    灭菌

    进入主菜单选择sterilization界面,设置灭菌时间和灭菌温度(121℃),发发酵温度,按“enter”键,灭菌程序启动。将搅拌转速设置为50-100转/分。灭菌过程中校正溶氧电极。

    (3).接种

    培养基灭菌后,准备接种。提高罐压和通气量,在接种端口点燃接种火圈,在火焰保护下,将菌种倒入发酵罐。恢复正常通气量。

    (4).培养

    设置适宜的转速、通气量和转速,进行恒温培养。

    (5).取样

    培养过程中,为了测定生物量、了解产物生成情况需要取样。取样前,用热蒸汽给取样阀灭菌,取样阀冷却后,旋下取样阀的保护套,顺时针扭开取样阀,样品流出,达到需要的数量后,逆时针旋紧取样阀,套上保护套,用热蒸汽给取样阀灭菌。下次取样,重复次操作。

    (6).放样

    发酵结束后,打开放样阀,发酵液流出。

    (7).清洗

    洗罐内可以配合进水、搅拌进行。如多次进水不能清洗干净,打开罐盖用软毛刷洗。方法如下:关闭电源开关,取下冷凝过滤器、进气过滤器和搅拌电机,小心取下罐盖,放好,洗刷内部。洗刷完毕,盖上罐盖,拧紧罐盖紧固螺丝。安装上搅拌电机、冷凝过滤器和进气过滤器。

    八、思考题

    (1)发酵罐用的pH电极应该满足的要求是什么,如何校正pH电极?

    (2)B.Braun C30全自动发酵罐的特点?

    九、实验报告

    (1)实验报告包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。

    预习报告(20分):预习报告的主要内容包括实验目的、实验原理以及实验操作的主要步骤等。

    操作过程(30分):指导老师根据实验操作要求对学生的实验操作过程评分。

    实验报告(50分)

    十、注意事项及其它说明

    要求学生认真遵守天津商业大学实验室规则,天津商业大学实验室安全守则,

    天津商业大学学生实验守则等各项规章制度。

    实验二液态发酵法生产β-半乳糖苷酶

    一、实验目的:

    通过本实验的学习,使学生掌握使用B.Braun C30全自动发酵罐发酵生产β-半乳糖苷酶,熟悉β-半乳糖苷酶的发酵原理、过程及酶活力的测定方法,培养学生实际操作技能。

    二、实验内容

    液态发酵法生产β-半乳糖苷酶

    三、实验要求

    本实验采用教师采用集中授课、学生独立完成实验内容的形式组织教学。

    四、实验准备

    学生预习酶的发酵生产的工艺条件等基础知识。

    五、实验原理、方法和手段

    β-半乳糖苷酶属于水解酶类,可以催化乳糖水解生成半乳糖和葡萄糖。β-半乳糖苷酶在食品工业中广泛应用于催化牛乳中的乳糖水解以生产低乳糖的乳制品,目的是解决一些人群对乳制品存在乳糖不耐症的问题。

    很多种类的细菌、酵母菌和霉菌都能够产生β-半乳糖苷酶,不同来源的β-半乳糖苷酶在最适作用的PH、最适温度等酶学性质方面差异很大。本实验室保藏的Kfragilis lactis产生的β-半乳糖苷酶的催化乳糖水解的最适PH7.0,最适温度为45℃。新鲜牛乳的PH为6.5-7.0,因此该酶适合于催化牛乳中的乳糖水解。

    Kfragilis lactisβ-半乳糖苷酶为胞内酶。发酵过程中,β-半乳糖苷酶的生物合成与菌体的生长同步关联。菌体生长进入稳定期,酶的产量最高,此时停止发酵,通过离心收集菌体细胞,然后用缓冲液悬浮收获的菌体细胞、破壁、冷冻离心,上清液即为粗酶液。

    六、实验条件

    (1)仪器设备

    5L发酵罐,恒温摇床,冷冻离心机,超净工作台,细胞破碎仪,200毫升酶反应器,超级恒温水浴锅,分光光度计等

    (2)实验材料

    Kfragilis lactis(本实验室保藏)

    培养基:乳糖10g,蛋白胨10g,酵母膏10g,调节PH至7.0,加水定容至1000毫升。磷酸氢二钾,磷酸二氢钾,邻硝基苯-β-D-半乳糖糖苷(ONPG)

    七、实验步骤

    1.种子制备:

    无菌条件下,挑取试管斜面保藏的Kfragilis lactis菌种于装有培养基的三角瓶中,然后用无菌纱布包好瓶口,于25℃恒温摇床中培养24小时。

    2.发酵培养:

    培养基的灭菌:于5L发酵罐中添加3L液态培养基,灭菌、冷却至25℃。

    接种:按1%的接种量在火焰保护下接种。

    发酵培养:25℃恒温培养,通气量10,搅拌转速150转/分,培养32小时。

    3.粗酶的提取

    发酵结束后从发酵罐中放出发酵液,发酵液经离心后弃去上清液,收集菌体细胞,用0.1 mol/L,PH7.0的磷酸盐缓冲液分散菌体细胞,此菌悬液经超声波细胞破碎仪破碎后冷冻离心,上清液即为粗酶液。

    4. 酶活力的测定

    向1.5×15cm试管中加入0.1mol/L,PH7.0的磷酸盐缓冲液中2.8ml,45℃恒温水浴中预热后,加入100μl,4mg/mlONPG溶液,45℃恒温反应5分钟,立即加入一滴1mol/L的碳酸钠溶液终止反应,于480nm比色。根据测定的吸光度和邻硝基酚的标准曲线计算出β-半乳糖苷酶催化ONPG水解生成的邻硝基酚的量。

    1分钟内1毫升粗酶液催化ONPG水解生成1μmol/L邻硝基酚定义为一个酶活力单位。

    八、思考题

    (1)发酵条件对酶活力的影响?

    九、实验报告

    (1)实验报告包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。

    预习报告(20分):预习报告的主要内容包括实验目的、实验原理以及实验操作的主要步骤等。

    操作过程(30分):指导老师根据实验操作要求对学生的实验操作过程评分。

    实验报告(50分):实验原理(10分),数据表格及记录(10分),原始数据记录不全扣4分,修改原始记录扣6分;数据处理(25分),间接测量量的计算应列式、代入数据再得出结果,否则各扣5~10分,无测量结果表达式,扣10分;测量结果表达式错误,扣5分,图线错误、坐标没分度、坐标轴没注明物理量和单位、没注图名扣5分。版面及作业(5分),版面要整洁,否则扣2分,未完成思考题,扣3分。

    (2)对实验结果进行分析,重点对固定化酶活力的因素进行分析。

    十、注意事项及其它说明

    要求学生认真遵守天津商业大学实验室规则,天津商业大学实验室安全守则,

    天津商业大学学生实验守则等各项规章制度。

    更新时间:2015-08-15  【打印此页】  【关闭】

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