微生物工程复习提纲及具体解答
? C02、HC03 都会影响细胞膜的结构,其中C02影响脂肪酸的核心部位,HC03影响磷脂和膜表面的蛋白质。这些都会导致基质在膜上的运输受阻,降低膜的运输效率,细胞处于异常状态,生长受抑制,形态也会发生变化。
84、发酵过程中如何若进行C02的控制？（简答）
? 1、发酵中,C02浓度的控制,主要看其对发酵的影响,如果对发酵有促进作用。 ? 有促进作用应该提高其浓度,反之则降低其浓度。
? 2、降低通气量和搅拌速率有利于提高C02在发酵罐中的浓度。
? 3、提高通气量和搅拌速率,在调节溶氧的同时,也调节了C02维持在抑制浓度之下。 ? 4、补料控制调节C02浓度。
如:在青霉素发酵中,补糖可增加排气中的C02浓度,降低培养液的pH值，促进菌体的生长和产物合成
85、补料的作用有哪些？（简答）
? (l)抑制菌的生长速度,维持产物合成的能力。 ? (2)补充发酵液的体积,延长发酵时间,提高产量。
? 补料控制原则:缺什么补什么,主要是碳源、氮源、前体、促进剂、水等。
86、泡沫产生的原因是什么？（简答）（重点）
? 1.外力:通气和搅拌
? 2.微生物细胞的代谢:发酵性泡沫,细胞呼吸代谢产生的气体(CO2，氨气等)。 ? 3.培养基成分:泡沫形成的决定因素
? 泡沫的稳定性主要与液体的表面性质,如表面张力、表面黏度和泡沫的机械强度密切相关。
? 培养基中的花生饼粉、玉米浆、黄豆饼粉、蛋白质以及微生物的菌体本身都有稳定泡沫的作用。
87、泡沫的消除与防止的方法（简答）（重点）
? 1、机械消沫
? 原理:依靠机械力量引起强烈振动或压力变化导致泡沫破裂。 ? 方式:
? 罐内消沫法直接在搅拌轴上安装消沫浆。
? 罐外消沫法将泡沫引出罐外,通过喷嘴的加速作用或离心力消除泡沫后液体再返回罐内。
? 特点:不需引入外界物质,减少污染的机会,节约原料;不能从根本上消除引起泡沫的因素
2.消沫剂消沫
原理:降低液膜的机械强度或表面积度。 消沫剂的种类：
? （1）天然油脂:不仅可以消沫,同时作为碳源和中间补料,油脂的质量直接影响消沫的效果。
? (2)聚醚类:主要是抑制泡沫的产生。
? 如:聚氧丙烯甘油(GP型),稀薄发酵液中效果好; ? 聚氧丙烯甘油(GPE型),粘稠发酵液中效果好
? (3)高级醇类:可单独使用,也可与载体一起使用,如十八醇。
? (4)硅酮类:单独使用效果差,常于分散剂(微晶Si02)一起使用,如聚二甲基硅氧烷
88、发酵终点的判断（简答）
? 发酵终点的判断对提高生产能力和经济效益很重要。 ? 生产能力:单位时间内单位罐体积的产物积累量。 ? 实际生产应结合产品的高产和产品的成本综合考虑
21
微生物工程复习提纲及具体解答
89、什么是糖化？（名词解释）（重点）
用淀粉质原料生产酒精时，在进行乙醇发酵之前，一定要将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这种转化为糖的过程称为糖化，所用催化剂称为糖化剂。 90、酒精生产对酵母菌的要求（简答）
? 糖蜜酒精发酵对酵母的要求：
? 稀糖液中无机盐含量较高，所以渗透压也高，所以要求酵母有较强的耐渗透压能力。
? 稀糖液发酵都是在PH较低的情况下进行，发酵强度较高，释放热量集中，所以要求酵母有较强的耐酸和耐温能力。
? 稀糖液发酵容易产生泡沫，直接影响装罐容量，也易造成“逃液”，所以菌种要求应不产生或少产生泡沫。
91酒精发酵动态，影响酒母质量主要因素有那些？ （简答）（论述）（重点）
? 乙醇发酵过程可分为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段。 ? 前发酵期一般为前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，由于醪液中有少量的溶解氧、酒母仍能迅速地进行繁殖。在前发酵期阶段，发酵作用不强，酒精和二氧化碳产生的少，糖分消耗的比较慢，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，每毫升醪液中酵母数可达1个亿以上，酵母菌基本上停止繁殖而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，又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℃。经主发酵期，醪液的糖分大部分已被耗掉，发酵进入后发酵期。
? 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℃。后发酵期一般需要约40h才能完成.
? 总发酵时间一帮控制60～72h。一般工厂糖化醪浓度为16～18Bx，发酵成熟醪的乙醇含量为6％～10％（V/V）。
影响酒母质量主要因素（重点）
? (1)酵母细胞数 酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标，也是反映酵母培养成熟的指标。成熟的酒母醪其酵母细胞数一般为l亿／毫升左右。
? (2)出芽率 酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出芽率高，说明酵母处于旺盛的生长期。反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在15—30%。
? (3)酵母死亡率 用美蓝对酵母细胞进行染色，如果酵母细胞被染成蓝色，说明此细胞已死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在1%以上，应及时查找原因采取措施进行挽救。
? (4)耗糖率 酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。成熟的酒母，耗糖率-般要求控制在40一50％。耗糖率太高，说明酵母培养已经过“老”，反之则“嫩”。
? (5)酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情况，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股为3—4％(容量)。
? (6)酸度 测定酒母醪中的酸度是观察酒母是否被细菌污染的一项指标。如果成熟酒母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又发现有很多杆状细菌，则不宜做种子用。
?
92、简述淀粉质原料乙醇发酵的过程？（简答）
淀粉质原料生产酒精分为原料预处理、原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、乙醇发酵和蒸馏等工序，工艺流程如下图5-5。
22
微生物工程复习提纲及具体解答
糖化剂制备→糖化剂 酒母←酒母制备 ↓ ↓ 原料→预处理→蒸料→糖化→发酵→蒸馏→酒精
93、影响酒精发酵因素（论述）（简答）（重点）
? 1．稀释速度 在间歇发酵中，糖化醪要求自接种后8-10小时内加完，这样可以有较长的后发酵时间，将糊精彻底水解发酵。
? 酵母的繁殖速度取决于发酵醪营养物质浓度，而营养物质的含量又取决于进料和出料速度。所以，控制进料速度，就可以控制酵母细胞数和营养成分。
? 2.发酵醪pH值的控制。降低发酵醪中的pH值，是防止杂菌污染的有效措施之一。由于连续发酵无菌条件要求较严，其pH控制在4.0一4.5为宜。间歇发酵PH值可控制在4.7-5.0。在上述pH值范围内，较接近于糖化酶作用的最适PH值。
? pH值的控制，可用H2SO4来调节。如果PH值太低，不但会抑制杂菌的繁殖，同时也会抑制酵母菌的繁殖和代谢，还会使糖化酶钝化，影响发酵成果。
? 3．发酵温度控制。酒精酵母繁殖温度为27—30℃，发酵温度30—33℃，生产中发酵醪温度可根据发酵形式不同进行控制：
? 间歇发酵：接种温度27—30℃；发酵温度30-33℃；后发酵温度30℃±1℃。 ? 连续发酵各罐温度控制在30—33℃。
? 4．发酵醪的滞流和滑漏问题。多级连续发酵要求醪液保持先进先出。
? 5．多级连续发酵中发酵罐数量问题 多级连续发酵是利用很多个罐进行串联，组成一个发酵罐组。
? 除了前面几个流加罐外，后面还要配合适量的罐作为后发酵用，并使前后罐之间醪液保持一定的浓度梯度。每一罐组用多少只发酵罐为宜，这主要取决于发酵醪自进入第一只发酵罐起，到最后一只发酵罐醪液成熟，醪液在几个罐内发酵时间。
23
微生物工程复习提纲及具体解答
? 6．关于发酵醪浓度问题。糖化醪浓度稀，虽然有利于酵母的代谢活动，提高出酒率，但是浓醪发酵却有提高设备利用率，节省水、电、汽、降低生产成本，增加产量的优点。因此，生产上希望尽量采用浓醪发酵。
? 正常发酵醪浓度一股为16一18Bx，其发酵成熟醪酒精含量为8-9％(容量)。 ?
? 7．关于缩短发酵时间 用糖蜜原料制造酒精，发酵时间需要24-32小时，如用淀粉质原料，则需60小时以上。
? 缩短发酵时间，需要设法加速水解支链淀粉中以1，6相结合的键。解决这个问题的方法是选育糖化酶含量高的菌种，以加强糖化作用。
? 另外，采用连续发酵和选用发酵力强的酵母菌种，也是加速发酵、缩短发酵时间的有力措施。
94、据制曲过程中控制曲坯最高温度的不同可将大曲分为几类？各有何要求: （简答） 白酒的分类及例子（填空）（重点）
? 1、大曲 大曲是以小麦或大麦和豌豆等为原料，经破碎、加水拌料、压成砖块的曲坯后，再在人工控制的温度和湿度下培养、风干而制成。
? 根据制曲过程中控制曲坯最高温度的不同，可将大曲分为: ? 高温大曲、高温大曲制曲最高品温达60℃；主要用于生产酱香型大曲酒，如茅台酒（60~65℃），长沙的白沙液大曲酒（62~64℃）。
? 偏高温大曲 偏高温大曲制曲最高品温50~60℃；从20世纪60年代中期开始，浓香型大曲酒逐步采用偏高温制曲，如五粮液（58~60℃）、洋河大曲（50~60℃）、泸州老窖（55~60℃）和全兴大曲（60℃）；
? 中温大曲三大类。中温大曲制曲最高品温50℃以下。中温大曲主要用于生产清香型大曲酒，如汾酒（45~48℃）。少数浓香型曲酒厂仍采用中温制曲，如古井贡酒（47~50℃）。
?
? 白酒有多种分类方法。
? 如按生产中所用糖化发酵剂不同，分为:大曲白酒、小曲白酒、麸曲白酒等； ? 按香型不同分为：
? 浓香型白酒（又称泸香型白酒，以泸州老窖为代表）； ? 酱香型白酒（又称茅香型白酒，以茅台酒为代表）； ? 清香型白酒（也称汾香型白酒，以汾酒为代表）；
? 米香型白酒（也称蜜香型白酒，以广西桂林三花酒为代表）等；
? 按酒精高低分为：高度白酒（酒度41~65）和低度白酒（40以下）两类。
95、大曲白酒生产方法（填空），续渣法和清渣法（名词解释）主要工艺（填空） 小曲白酒的生产分为固态发酵和半固态发酵法两种；（填空）（重点）
? 大曲白酒生产方法有续渣法和清渣法两类。
? 续渣法是大曲酒和麸曲酒生产中应用最为广泛的酿造方法，它是将粉碎后的生原料（称为渣子）与酒醅（或称母糟）混合后在甑桶内同时进行盖料和蒸酒（称为混烧），凉冷后加入大曲继续发酵，如此不断反复。浓香型白酒和酱香型白酒生产均采用此法。
? 清渣法是将原辅料单独清蒸后不配酒醅进行清渣发酵，成熟的酒醅单独蒸酒。清香型白酒的生产主要采用此工艺。下面简单介绍浓香型白酒和清香型白酒的生产工艺。
? 大曲酒生产工艺：
? 原料→粉粹→加水→蒸煮→冷却→加曲（酒母）→混匀→入池→发酵→蒸馏→白酒 ? ?
? 小曲白酒的生产分为固态发酵和半固态发酵法两种；
? 半固态发酵法又可分为先培菌糖化后发酵和边糖化边发酵两种典型的传统工艺。下面仅介绍
24
微生物工程复习提纲及具体解答
这两种传统工艺。
? 先培菌糖化后发酵工艺
? 是采用药小曲为糖化发酵剂，前期固态培菌糖化，后期半固态发酵，再经蒸馏、陈酿和勾兑而成，广西桂林三花酒是这种生产工艺的典型代表。
? 工艺操作
? 大米浸泡后，蒸熟成饭，此时含水量约62%~63%，摊泠至36~37℃，加入原料量0.8 %~1%的药小曲粉，拌匀后入缸。每缸约15~20㎏原料，饭厚约10~13㎝，中央挖一空洞。待品温降至30~32℃。约经24h ，糖化率达70%~80%即可加水使之进入发酵。加水量为原料量的120%~125%，此时醅料含糖量应为9%~10%，总酸0.7 以下，酒精2%~3%（V/V）。在36℃左右发酵6~7d ,残糖接近零，酒精含量为11%~12%/（V/V），总酸在1.5 c 以下。之后进行蒸馏，传统采用土灶蒸馏锅，目前采用蒸馏釜。蒸馏所得的酒，应进行品尝和检验，色、香、味及理化指标合格者，入库陈酿，陈酿期1年以上，最后勾兑装瓶才为成品。
? 边糖化边发酵工艺
? 边糖化边发酵的半固态发酵法，是我国南方各省酿制米酒的传统工艺。 ? 工艺流程和工艺操作：
? 将大米洗清，蒸熟，摊凉至35℃（夏天），冬季为40℃。按原料量加18%~22%酒曲饼粉，拌匀后入埕（酒瓮）发酵。装埕时先给每只埕加清水约6 .5~7.0㎏，再加5㎏大米饭，封口后入发酵房。室温控制在26~30℃，品温控制30℃以下。发酵期夏季为15d，冬季为20d。蒸馏时截去酒头酒尾，所得之酒装入坛内，每坛20㎏，并加、肥猪肉2㎏，经3个月陈酿后，将酒倒入大池沉淀20d以上，坛内肥肉供下次交陈酿。经沉淀后进行勾兑，除去油质和沉淀物，将酒液压滤、包装，即为成品。
96、葡萄酒的酿造中，二氧化硫有何重要的作用。（简答）
? 第一是选择性杀菌或抑菌作用。 ? 其次是澄清作用。
? 此外还有促使果皮成分溶出、增酸和抗氧化等作用。
97、白葡萄酒发酵过程（简答）（重点）
? 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、贮存陈酿及后加工处理而成。
98、白葡萄酒发酵工艺特点（填空）
? ：皮汁分离、果汁澄清、低温发酵、防止氧化。
99、红葡萄酒生产工艺特点（简答）
? 第一，有的酿酒工艺中，酒精发酵和色素、香味成分的浸提同时进行，有的则分别进行。
? 第二，为有效进行浸提作用，发酵温度高于白葡萄酒的发酵温度；在发酵过程中要靠外界机械动力循环果汁。
? 第三，由于发酵液中有较多的单宁等酚类化合物，具有一定的抗氧化能力，故对酒的隔氧抗氧化措施要求不严格。甜红葡萄酒甚至要有轻度氧化，以获得浓厚的酒体。
? 第四，名贵的高档红葡萄酒一般要诱导苹果酸——乳酸发酵。
? 第五，发酵方法上，可分为果汁和皮渣共同发酵（如传统法、旋式罐法、二氧化碳浸渍法和连续发酵法）及纯汁发酵（如热浸提法）。
? 第六，发酵方式分为开放式发酵和密闭式发酵两类，我国传统的红葡萄酒大多采用开放式发酵。近年来，红葡萄酒的生产新方法大都是密闭式发酵
100、红葡萄酒的传统发酵法（简答）（重点）
? 葡萄破碎后，酒精发酵、色素和香气成分浸提同时在果汁、皮渣中进行，待残糖降至5g/L以下时，压榨分离皮渣，进行后发酵。
101大麦发芽过程中发芽温度控制（填空）（重点）
25