食品发酵与酿造工艺学Word文档格式.docx
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环状芽孢杆菌等的发芽孢子在开始生长时，就需要二氧化碳的现象（书本）
CO2是某些合成代谢的一种基质，它是细胞代谢的重要指示，对菌体生长具有抑制作用和刺激作用，以上现象称为CO2效应（课件）
菌体的生长比速：
在单位时间内形成菌体的量
维持消耗：
指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的细胞在单位时间内用于维持消耗所需的基质的量是一个常数。
倍增时间：
细胞群体数量增加一倍的时间
发酵热：
发酵过程中释放出来的净热量
2、种子扩大培养的目的。
种子扩大培养的目的主要是：
接种量的需要、菌种的驯化、缩短发酵时间以及保证生产水平
3、Monod方程的表达式，其使用条件如何？
各参数的意义。
适合单一限制性基质条件下
μ：
表示某微生物的生长特性
4、为什么培养基采用高温短时灭菌方式。
活化能大的反应中，反应速度随温度变化也大，活化能小的反应速度随温度变化小；
细菌孢子热死灭反应的△E很高，而大部分营养物质热破坏反应的△E很低；
因而提高灭菌温度会加速细菌孢子的死灭速率，从而缩短灭菌时间；
由于营养成分热破坏的△E很低，温度提高只能稍微增大其热破坏反应速率，但由于灭菌时间的显著缩短，结果是营养成分被破坏量大大减少；
高温短时灭菌方法是灭菌动力学得出的重要结论，它既能快速灭菌，又能有效地保存培养基中的营养成分。
5、培养基灭菌的二种操作方式。
培养基灭菌的操作方式有：
分批灭菌和连续灭菌；
分批灭菌过程：
升温、保温和降温三个过程都是在发酵罐中进行，灭菌主要是在保温过程中实现的。
连续灭菌：
将配制好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行灭菌。
分加热、保温和冷却三个步聚。
6、发酵过程中引起pH值变化的因素有哪些，pH值变化对发酵有什么影响。
发酵过程中引起PH值变化的因素有：
①基质代谢
糖代谢
特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。
糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一。
氮代谢
当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；
尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降；
当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。
生理酸/碱性物质
被微生物利用后会导致环境pH下降（上升）的物质称为生理酸性（碱性）物质。
②产物形成
某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。
如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。
③菌体自溶
发酵后期，pH上升。
可做为终止发酵的指示。
④其它:
通气，染菌
PH对发酵的影响：
（1）、影响微生物的生长繁殖。
①pH影响酶的活性。
②pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行
③pH值影响培养基某些营养成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用
（2）影响微生物的形态。
产黄青霉细胞壁的厚度会随pH的增加而减小。
（3）pH影响代谢产物的形成的数量和方向
pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
（4）影响产物的稳定性
如噻纳霉素发酵中，当pH大于7.5时，抗生素半衰期缩短，稳定性下降，发酵产量也减少
7、发酵过程中影响氧传递的速率的因素有哪些，怎么影响？
气液传递速率方程：
C＊某一氧分压压力下液体中氧的饱和浓度
CL液相中溶氧浓度
KL氧传递系数
a单位体积培养液中的气液界面面积
KLa体积溶氧系数
①．提高通入空气中氧分压。
通过在通气中掺入纯氧或富氧，或增大罐压可提高氧的饱和浓度C＊
②.通气流量
增大通气量时，空气的线速度也增大，从而增加了氧传递系数。
但过大的空气线速度会使搅拌叶轮桨叶不能打散空气，气流形成的大气泡在轴的周围逸出，使搅拌效率和溶氧速率都大大降低。
③、搅拌
a.搅拌能把大的空气泡打碎成小气泡，增加了氧与液体的接触面积，而且小气泡的上升速度要慢，相应地氧与液体的接触时间也就增长。
b.搅拌使液体作涡流运动，使气泡不是直线上升而是作螺旋运动上升，延长了气泡的运动路线，增加了气液接触时间。
c搅拌使发酵液呈湍流运动，从而减少气泡周围液膜的厚度，减少液膜阻力，因而增大了溶氧传质系数。
d.搅拌使菌体分散，避免结团，有利于固液传递中的接触面积的增加，使用权推动力均一，同时也减少了菌体表面液膜的厚度，有利于氧的传递。
④、空气分布管类型
空气分布管的形式、喷口直径及管口与罐底距离的相对位置对氧溶解速率有较大的影响
⑤、培养液粘度
培养液的粘度增大，传质阻力增大，氧传递速率下降。
⑥、表面活性剂
培养液中消泡用的油脂等具有亲水端和疏水端的表面活性物质分布在气液界面，增大了传递的阻力。
⑦、离子强度
一般在电解质溶液中生成的气泡比在水中小，有较大的比表面积。
在同一条件下，电解质溶液的KLa比水大。
⑧、菌体浓度
随着微生物生长，发酵液中细胞浓度增加，KLa值变小。
8、泡沬的控制的方法有哪些
（1）、调整培养基配方
（2）、消泡剂消泡
（3）、机械消泡
（4）、操作上的适当调节（不常用）
9、机械搅拌发酵罐的结构、各部件的名称和作用。
（1）、罐体罐体须耐受一定的温度130℃和压力0.25MP（绝对压力）。
（2）、搅拌器和挡板
搅拌器的作用：
打碎气泡，加速和提高溶氧；
加速养分和热量传递。
搅拌器叶轮的类型：
涡轮式、推进式和Lightnin式
挡板的作用：
防止液面中央形成旋涡，增强其湍流和溶氧传质。
（3）、消泡装置
发酵液中因含蛋白质等发泡物质，发酵过程中易产生泡沫，发泡严重时会使发酵液随排气而外溢，且增加染菌机会。
（4）、轴封
轴封的作用：
使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌
（5）、联轴器：
使上下搅拌轴成牢固的刚性联接
（6）、空气分布装置：
空气分布装置的作用是吹入无菌空气，并使空气均匀分布。
空气分布装置：
单管式分布装置、环形管的分布装置和十字形管的分布装置
（7）、换热装置
10、发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”?
实罐灭菌的进汽和排气原则是什么?
所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌之目的。
这是因为这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死角。
实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”，就是说所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。
不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。
第五章酒精发酵与酿造
1、酒精发酵的主要原料有哪些？
酒精发酵的主要原料有：
淀粉质原料、糖质原料、纤维质原料和其他原料；
其中淀粉质原料包括薯类原料的甘薯、木薯和马铃薯，谷物原料的玉米、小麦、高粱和大米等；
糖质原料有糖蜜、甘蔗、甜菜和甜高粱等；
纤维质原料发酵酒精目前尚不盛行。
2、淀粉酶的类型及其作用。
淀粉酶类包括：
α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶（脱支酶）。
α-淀粉酶（液化酶）：
能从分子内部切开α-1，4糖苷键，但不能水解α-1，6糖苷键及靠近α-1，6糖苷键的几个α-1，4糖苷键。
β-淀粉酶：
能从淀粉的非还原末端逐个切下麦芽糖单位，但不能水解α-1，6糖苷键，也不能越过α-1，6糖苷键水解α-1，4糖苷键，所以该酶水解支链淀粉时留下分子量较大的极限糊精。
葡萄糖淀粉酶（糖化酶）：
能从淀粉的非还原末端逐个切下葡萄糖，它既能水解α-1，6糖苷键，又能水解α-1，4糖苷键。
异淀粉酶：
专一水解α-1，6糖苷键，因此能切开支链淀粉的分支。
3、酒精发酵的有关微生物类群，它们主要起什么作用。
与酒精发酵有关的微生物类群主要有糖化菌和酒精发酵微生物两大类；
糖化菌：
用淀粉质原料生产酒精时，在进行乙醇发酵之前，一定要先将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这种淀粉转化为糖的过程称为糖化。
糖化剂：
糖化曲、酶制剂、无机酸。
能产生淀粉酶类水解淀粉的微生物种类很多，但它们不是都能作为糖化菌用于生产糖化曲，在实际生产中主要用的是曲霉和根霉
酒精发酵微生物：
生产中用于酒精发酵的几乎全是酒精酵母，俗称酒母。
利用淀粉质原料的酒母在分类上叫啤酒酵母，是属于子囊菌亚门酵母属的一种单细胞微生物：
南阳酵母、拉斯2号酵母、拉斯12号酵母、K字酵母、M酵母、日本发研1号、卡尔斯伯酵母等。
利用糖质原料的酒母除啤酒酵母外，还有粟酒裂殖酵母（和克鲁维酵母等
4、酒精发酵原料的连续蒸煮工艺主要有哪些。
常用方法有：
罐式（锅式）连续蒸煮、管道式连续蒸煮和塔式（柱式）连续蒸煮等；
连续蒸煮的工艺流程见书本P130
5、什么叫麸曲、麸曲制备分为哪三个主要阶段。
用麸皮为主要原料制成的固体曲叫麸曲
三角瓶种曲培养阶段：
先保温31～32℃培养16～18h，然后扣瓶并继续培养3～4d，所得种曲要求孢子肥大整齐、稠密
帘子种曲制备阶段：
培养前期（前16h）室温保持30～31℃，品温控制不超过34～36℃；
培养中期（16～32h）品温控制36～37.5℃；
培养后期（32～48h），前8h内品温控制在37～38℃，后8h最高不超过39℃。
机械通风制曲阶段：
培养前期即入制曲箱10h以内，控制最高不超过34℃；
培养中期（11～20h），应通风控制品温不超过40～42℃；
培养后期（26～30h），将品温保持37～39℃。
所得固体曲要求菌丝粗壮浓密，具特有的清香，无异味，无孢子生成。
6、酒精发酵可分为哪三个阶段，各阶段的特点和控制方法。
酒精发酵可分为前期发酵、主发酵和后期发酵；
前期发酵：
一般为前10h左右，在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母开始数量还不多，由于醪液中还有少量溶解氧，酵母仍迅速繁殖。
在前发酵期阶段，发酵作用不强，酒精和二氧化碳产生得少，糖分消耗得比较慢，发酵醪表面显得比较平静。
前发酵期一般控制发酵温度不超过30℃。
主发酵期：
为前发酵期之后的12h左右，在此阶段酵母细胞已大量形成，酵母菌主要进行乙醇发酵作用。
使糖分迅速下降，酒精量逐渐增多，醪液中产生大量的二氧化碳，有很强的二氧化碳泡沫响声。
此期间发酵醪温度上升也快，生产上应加强温度控制，最好将温度控制在30～34℃
后发酵期：
在后发酵期阶段，发酵作用弱，产生热量也少，发酵醪温度逐渐下降，应控制发酵温度在30～32℃。
后发酵一般需要约40h才能完成。
7、什么是大曲，大曲有何特点？
大曲：
以小麦或大麦和豌豆为主要原料，将其粉碎、加水、压制成砖状的曲胚，在一定温度和湿度下使自然界的微生物进行富集和扩大培养，再经风干而制成的含有多种菌的一种糖化发酵剂。
大曲的特点：
既是糖化发酵剂也是酿酒原料、生料制曲、自然接种和使用陈曲
8、什么是小曲，小曲的特点。
小曲也称酒药、白药、酒饼、是用米粉或米糠为原料，添加或不添加中草药，自然接种或接种曲母，或接种纯种根霉和酵母，然后培养而成的糖化发酵剂。
小曲特点：
①采用自然培菌或纯种培养
②用米粉、米糠及少量中草药为原料
③制曲周期短、制曲温度比大曲温度低。
④曲块外形尺寸比大曲小
5品种多
9、白酒生产的主要工艺类型，浓香型采用什么工艺，清香型采用什么工艺。
P139
白酒生产的主要工艺类型：
固态法白酒、液态法白酒和半固态法白酒
浓香型采用续渣法工艺：
清香型采用清渣法工艺：
10、白酒按照香型主要分为哪几个类型及其代表品牌酒。
（1）酱香型：
以贵州茅台为代表
（2）浓香型：
以五粮液、泸州特曲为代表
（3）清香型：
以汾酒为代表
（4）米香型：
以桂林三花酒为代表
（5）兼香型：
以湖北白云边酒、黑龙江玉泉酒为代表
（6）凤香型：
以陕西西凤酒为代表
11、对高温曲和中温曲在原料及制曲工艺、微生物构成、曲的特点等方面进行区别。
高温曲的制作工艺：
中温曲的制作工艺：
高温大曲中的主要微生物：
（1）细菌：
主要是一些耐热性的细菌，例如枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌。
（2）霉菌：
毛霉属、曲霉属、红曲霉属、地霉属、青霉属、梨头霉属等。
（3）酵母：
由于酵母菌不耐热，故含量较少。
主要有酵母属、汉逊酵母属、假丝酵母属等。
中温曲中的主要微生物：
（1）酵母菌：
主要为酵母属、汉逊酵母属、假丝酵母属和拟内孢霉属等。
作用：
酵母属主要起酒精发酵作用；
汉逊酵母属的多数种产生香味。
主要有根霉属、毛霉属、曲霉属（黄曲霉、黑曲霉、米曲霉等）、红曲霉属、梨头霉属和白地霉等。
主要起分解蛋白质和糖化的作用。
（3）细菌：
有乳酸杆菌、乳链球菌、醋酸杆菌属，芽孢杆菌以及产气杆菌属等。
作用:
分解蛋白质和产酸，有利于酯的形成。
高温曲特点:
高温大曲因制曲品温较高,其中微生物主要为上述细菌和霉菌,因而成曲糖化力和发酵力较低,但液化力较高,蛋白质分解力较强,产酒较香.
中温曲特点:
中温大曲由于制曲最高品温在50°
以下，故其中微生物的种类和数量要比高温曲的多，成曲糖化力和发酵力也较高，但液化力和蛋白质分解力较弱。
12、解释老五五甑操作法中的立渣、大渣、小渣、回糟之间的操作关系。
新建的窖池第一次投产发酵时，叫做立渣。
在立渣过程中，通过逐步添加新料。
扩大酒醅数量，最后达到每个窖内持有四甑酒醅，操作时有具备五甑渣醅，这时称作园排。
园排后，整个窖的操作进入正常循环之中。
一般立渣要经过四排操作才完成园排。
13为什么要对白酒进行勾兑。
1新蒸馏出的白酒有刺激味和辛辣味，口感不醇和，必须经过半年以上时间的贮存，才能饮用。
2不同季节、不同班组生产出的酒质量有所差异
14为什么要对麦芽汁进行煮沸？
使麦汁浓缩到规定的浓度；
溶出酒花中的有效成分；
促进蛋白质凝固析出，增加啤酒稳定性；
破坏全部酶，进行热杀菌；
通过煮沸形成一些还原性物质。
15、啤酒酒花的主要成分及啤酒的作用是什么？
啤酒花简称酒花，又称蛇麻花。
蛇麻为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物，系雌雄异株，用于啤酒酿造者为成熟雌花。
酒花树脂10％~20％：
赋予啤酒特有的苦味和防腐能力；
酒花树脂包括-酸、-酸等成分。
酒花油0.5％~2％：
赋予啤酒香味；
多酚物质2％~5％：
具有澄清麦汁和赋予啤酒醇厚酒体的作用。
其他：
单糖、蛋白质、果胶、脂和蜡等
16、简述传统啤酒前发酵过程及其特点。
（1）酵母增殖：
将麦汁送入酵母增殖槽，接入酵母（接种量0.5%~0.65%），增殖8-16h后，倒槽。
（2）低泡期：
倒槽后4h左右即发酵20小时左右，发酵进入低泡期，液表面出现洁白而致密的泡沫，逐渐形成菜花状。
持续1-2天。
特点：
品温每天上升0.5~0.8℃，日降糖为0.3~0.5Bx。
不需要人工降温。
（3）高泡期：
发酵2～3d后，泡沫增高，泡沫表面呈棕黄色。
泡沫层呈卷曲状隆起，高达20~30cm。
持续2-3天。
降糖最快，每天降糖1~1.5Bx，品温最高达9℃，此时应注意降温。
（4）落泡期：
发酵4-5d后，发酵力逐渐减弱，泡沫层逐渐低落，泡沫变为棕褐色泡盖。
泡盖中主要是酒花树脂、蛋白质、酵母死细胞和其他杂质的混合物，粘性较大，味道很苦，应及时除去，以防沉入酒内。
品温每天下降0.4~0.9℃，日耗糖为0.5~0.8Bx。
落泡期约为2d。
（5）下酒：
将主发酵后并除去多量沉淀酵母的发酵液送到后酵罐（储酒罐）内，这个过程叫下酒。
下酒有上面下酒和下面下酒两种方式。
17上面啤酒酵母和下面啤酒酵母。
下面啤酒酵母：
发酵终了时，酵母很快凝结成块并沉积到发酵容器底部。
上面啤酒酵母：
发酵终了时，酵母很少下沉到发酵容器底部。
18什么叫麦汁的煮沸强度？
煮沸强度——表示每小时内蒸发出水分的百分率。
19、啤酒生产工艺过程中麦醪的糖化方法有哪些，并简要进行解释。
（1）煮出糖化法：
将部分糖化醪液分批地加热到沸点，与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液的温度分阶段的升高到不同酶分解底物所要求的温度，最后达到糖化终了温度。
（2）三次煮出糖化法：
三次煮出法的特点：
三次煮沸、三次升温
（3）浸出糖化法：
将全部醪液从一定的温度开始，缓慢分段升温到糖化终了温度，利用酶的作用进行糖化的一种方法。
（4）采用两段式糖化：
先经过63-65℃糖化→再升温至76~78℃；
主要进行-淀粉酶的催化作用，提高麦汁收率。
20啤酒发酵过度的表现和补救方法。
有时下酒后3～4d仍无泡沫出现，可能为主发酵过度，可加10%～20%发酵旺盛的主发酵液来补救（俗称加高泡酒）。
21葡萄酒陈酿过程中换桶和满桶的目的分别是什么？
换桶的目的：
调整酒内溶解氧含量，逸出CO2；
分离酒脚；
调整SO2含量。
满桶的目的：
为了防止葡萄酒被氧化和被外界的细菌污染。
由于气温、蒸发、逸出等原因，桶中出现酒液不满或逸出的现象。
必须随时保持贮酒桶内的葡萄酒装满。
22什么是下胶？
下胶：
添加澄清剂使葡萄酒澄清的操作。
23、葡萄酒有哪些分类依据，这些分类依据下的葡萄酒种类。
（1）.按颜色分类
白葡萄酒：
近无色、浅黄、禾杆黄、金黄等。
红葡萄酒：
宝石红、紫红、石榴红。
桃红葡萄酒：
淡玫瑰红、桃红、浅红等。
（2）.按含糖量分（以葡萄糖计）
干葡萄酒：
含糖量≤4g/L
半干葡萄酒：
含糖量4.1~12g/L
半甜葡萄酒：
含糖量12.1~50g/L
甜葡萄酒：
含糖量≥50g/L
（3）.按CO2含量分类
静止葡萄酒：
酒内溶解的CO2含量极少，气压≤0.05MPa。
开瓶后不产生气泡。
起泡葡萄酒：
由葡萄原酒加糖进行密闭二次发酵产生CO2而成。
瓶内气压≥0.35Mpa。
加气起泡葡萄酒:
人工填充CO2使瓶内气压≥0.35Mpa。
（4）.按酿造方法分类
天然葡萄酒：
完全采用葡萄原汁发酵而成，不外加糖或酒精。
加强葡萄酒：
葡萄发酵后，添加白兰地或中性酒精来提高酒精含量的葡萄酒。
加香葡萄酒：
在葡萄酒中加入果汁、药草、甜味剂制成。
24、生产葡萄酒的优良葡萄品种主要有哪些？
适于酿造红葡萄酒的优良葡萄品种：
法国蓝（blueFrench）、佳丽酿（Carignane）、赤霞珠（Cabernetsauvignon）
适于酿造白葡萄酒的优良葡萄品种：
灰比诺（Pinotgris）、龙眼、意斯林（ItalianRiesling）
25、SO2在葡萄酒酿造中的作用和使用方法是什么？
SO2的作用：
a.杀菌作用b.澄清作用c.抗氧化作用d.溶解作用e.增酸作用f.除醛作用
SO2的添加方法：
气体：
燃烧硫磺，产生SO2气体，一般用于发酵桶的消毒。
现已很少使用。
液体：
液体SO2、亚硫酸等。
使用浓度为5%~6%。
固体：
常用偏重亚硫酸钾，加入酒中与酒石酸反应生成SO2。
26、在葡萄酒生产中如何控制苹果酸—乳酸发酵？
温度：
必须使葡萄酒的温度稳定在18~20℃。
红葡萄酒浸渍结束转罐时，应避免温度的突然下降，必要时需对葡萄酒进行升温。
PH的调整：
最适pH为4.2~4.5，若pH在2.9以下，则不能进行苹果酸—乳酸发酵。
通风：
酒精发酵结束后，对葡萄酒适量通风，有利于苹果酸—乳酸发酵的进行。
酒精和SO2：
当酒液中的酒精体积分数高于10%，则苹果酸—乳酸发酵受到阻碍。
乳酸菌对SO2极为敏感，若对原料或葡萄醪的SO2处理超过70mg/L，则苹果酸—乳酸发酵就难顺利进行。
将酒渣保留于酒液中，由于酵母自溶而利于乳酸菌生长,故能促进苹果酸—乳酸发酵；
酒中的氨基酸，尤其是精氨酸对苹果酸—乳酸发酵有促进作用。
多酚类化合物能抑制苹果酸—乳酸发酵。
27、葡萄酒的贮存的目的及其管理要点。
贮存的目的：
①促进酒液的澄清和提高酒的稳定性②促进酒的成熟
管理要点：
（1）隔绝空气、防止氧化
罐内充惰性气体：
在酒进入贮罐前，现在罐内充CO2或N2，将罐中空气赶走，进酒结束后，用CO2或N2封罐，使罐压保持10~20kPa。
补加SO2：
防氧化、防腐
（2）满桶：
满桶的时间和次数以实际情况和效果而定。
酒精含量在16%以上的甜葡萄酒可不必满桶。
（3）换桶：
换桶时间，发酵结束后8~10d，进行第一次换桶，再经1~2月后第二次换桶；
再经3月后第三次换桶。
28、比较白葡萄酒和红葡萄酒生产工艺的主要区别。
（1）、白葡萄酒的生产工艺看书本P169
白葡萄酒选用白葡萄或红皮白肉葡萄为原料，经果汁分离、果汁澄清、控温发酵、贮存陈酿及后处理而成。
工艺条件：
前发酵温度以16~22℃为宜，发酵期为15天；
残糖降至5g/L以下。
后发酵温度应控制在15℃以下，发酵期为1个月；
残糖降至2g/L以下。
白葡萄酒氧化起因：
白葡萄酒中含有多种酚类化合物，很容易被氧化生成棕色聚合物
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