釀造蘆柑果酒、果醋大型綜合設(shè)計性實驗

1、現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)課程大型綜合設(shè)計性實驗孝感學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院適用專業(yè)：生物工程實驗指導(dǎo)老師：游 劍為了適應(yīng)地方大學(xué)本科人才培養(yǎng)的要求，貫徹落實學(xué)院“寬口徑，厚基礎(chǔ)，重實踐”為內(nèi)涵的專業(yè)教育、“成人成才”為核心的素質(zhì)教育和“創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新”為導(dǎo)向的就業(yè)教育相結(jié)合的高級應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)以學(xué)生未來生存和發(fā)展為出發(fā)點，將培養(yǎng)具有引領(lǐng)意識、創(chuàng)新精神和實踐能力的一專多能的應(yīng)用型高級專門人才為主要目標(biāo)。為此，開設(shè)了生物發(fā)酵、食品科學(xué)類課程大型綜合設(shè)計性實驗。整個實驗課程分為三部分，共計60學(xué)時，實驗內(nèi)容主要為綜合設(shè)計性實驗與多層次科研訓(xùn)練實驗。綜合設(shè)計性實驗是在實驗中安排蘆柑果酒、果醋釀造條件的探討和用

2、發(fā)酵罐釀造蘆柑果酒、果醋這2個綜合性實驗。要求學(xué)生每6人為1組、1人定向1個實驗項目，互做實驗與共同完成。通過開設(shè)綜合性實驗以滿足學(xué)生個性發(fā)展的需要，調(diào)動學(xué)生實驗的主動性和積極性，提高學(xué)生提出問題、分析和解決問題的能力。如，為了釀造出品質(zhì)優(yōu)良、具有獨特風(fēng)味的蘆柑果酒，要求學(xué)生在原材料蘆柑的選擇、蘆柑汁的防褐變和澄清處理和酒精發(fā)酵的不同環(huán)節(jié)中開展一項或多項既有探索性、又有以培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力的實驗設(shè)計。在教師的指導(dǎo)下，鼓勵學(xué)生綜合考慮最初酵母添加量、pH、果汁糖度、發(fā)酵溫度等因素對酒精發(fā)酵的影響，然后采用正交試驗方法對蘆柑果酒的釀造工藝設(shè)計試驗，采用質(zhì)量分析和綜合評分的方法對甜酒的糖度、酒精

3、度、香氣和口感給出正確評價。多層次科研訓(xùn)練實驗是鼓勵學(xué)生申請學(xué)院設(shè)立的學(xué)生學(xué)術(shù)基金開展小科研實驗。另一方面，以教師的科研課題組織學(xué)生積極參與開展科研活動，并以教師的科研課題方向作為定向論文選題，以及組織學(xué)生參加小發(fā)明、小論文等課外科技實驗。目錄一、國產(chǎn)50L發(fā)酵罐的使用（12學(xué)時）實驗1 發(fā)酵罐蒸汽滅菌系統(tǒng)及反應(yīng)系統(tǒng)的使用（6學(xué)時）實驗2 發(fā)酵罐使用前的清洗和各項參數(shù)的設(shè)定（6學(xué)時）二、蘆柑果酒、果醋釀造條件的探討（30學(xué)時）實驗3 蘆柑汁的防褐變和澄清處理（10學(xué)時）實驗4 蘆柑果酒發(fā)酵條件探討（10學(xué)時）實驗5 蘆柑果醋發(fā)酵條件探討（10學(xué)時）三、用發(fā)酵罐釀造蘆柑果酒、果醋（18學(xué)時）實驗

4、6 用發(fā)酵罐釀造蘆柑果酒實驗（6學(xué)時）實驗7 用發(fā)酵罐釀造蘆柑果醋實驗（6學(xué)時）實驗8 蘆柑果酒、果醋質(zhì)量分析（6學(xué)時）發(fā)酵罐發(fā)酵法釀造蘆柑果酒、果醋一、國產(chǎn)50L發(fā)酵罐的使用（12學(xué)時）實驗1 發(fā)酵罐蒸汽滅菌系統(tǒng)及反應(yīng)系統(tǒng)的使用（6學(xué)時）（1）蒸汽滅菌系統(tǒng)的介紹高溫高壓蒸汽對發(fā)酵罐的滅菌操作高溫高壓蒸汽對發(fā)酵罐夾套的滅菌操作（2）發(fā)酵罐罐體反應(yīng)系統(tǒng)的介紹發(fā)酵罐發(fā)酵參數(shù)的設(shè)定操作發(fā)酵罐進(jìn)樣、接種和排污的操作實驗2 發(fā)酵罐使用前的清洗和各項參數(shù)的設(shè)定（6學(xué)時）發(fā)酵罐罐體發(fā)酵前先用5%的NaOH清洗，然后用蒸餾水清洗至中性發(fā)酵罐發(fā)酵溫度、時間、pH值、攪拌時的轉(zhuǎn)速等參數(shù)的設(shè)定二、蘆柑果酒、果醋釀造

5、條件的探討（30學(xué)時）實驗3 蘆柑汁的防褐變和澄清處理（10學(xué)時）3.1材料與儀器新鮮蘆柑；偏重亞硫酸鈉Na2S2O5（分析純，天津市德恩化學(xué)試劑有限公司）；果膠酶（活力單位2.3u/mg，武漢市華順生物技術(shù)有限公司）；檸檬酸C6H8O7·H2O（分析純，天津市東麗區(qū)泰蘭德化學(xué)試劑廠）；碳酸氫鈉NaHCO3（分析純，天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠）；JYZ-A560榨汁機（九陽股份有限公司）；PL-203電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；PHS-3C型實驗室PH計（上海今邁儀器儀表公司）；WYT-4糖量計（泉州光學(xué)

6、儀器廠）；752N紫外可見分光光度計（上海光譜儀器有限公司）。3.2實驗步驟3.2.1蘆柑汁的制取選取個頭飽滿，色澤均一的蘆柑，剝開，分離果皮、肉、瓤，盡量去除籽、白皮層和囊衣。榨汁，向果汁中添加適量偏重亞硫酸鈉靜置1h，然后再分別用8、16、32層紗布過濾。未經(jīng)處理的果汁若長時間在空氣中暴露，易發(fā)生氧化褐變，應(yīng)盡快使用。3.2.2實驗方案（1）研究不同偏重亞硫酸鈉添加量對蘆柑汁褐變程度的影響，得出最適的偏重亞硫酸鈉添加量。（2）分別研究果膠酶添加量、pH、溫度、時間對蘆柑汁澄清效果的影響，優(yōu)化果膠酶的作用條件。3.2.3測定方法（1）果汁澄清度的測定采用分光光度法：蒸餾水為參比，比色杯1cm

7、，以在=650nm下果汁的透光率T(%)表示果汁的澄清度。（2）果汁可溶性固形含量(%)的測定采用折光法：使用糖量計來檢測。（3）果汁中果膠物質(zhì)的定性檢測采用酒精法：用95%的乙醇與蘆柑澄清汁按11比例混合，裝入30mL的試管，用手四指緊握緊按試管，翻轉(zhuǎn)輕搖，靜置15min后觀察有無凝膠物質(zhì)出現(xiàn)，并用“+”號的多少表示凝膠物質(zhì)的多少。（4）pH的調(diào)定：用10%的檸檬酸和10%的NaHCO3，調(diào)節(jié)蘆柑汁的酸堿度。實驗4 蘆柑果酒發(fā)酵條件探討（10學(xué)時）4.1 實驗材料與試劑新鮮蘆柑；釀酒高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）；白砂糖（美麗田園食品有限公司）；偏重亞硫酸鈉Na2S2O5（分析純，天津

8、市德恩化學(xué)試劑有限公司）；碳酸氫鈉（分析純，天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠）；檸檬酸C6H8O7·H2O（分析純，天津市東麗區(qū)泰蘭德化學(xué)試劑廠）；果膠酶（活力單位2.3u/mg，武漢市華順生物技術(shù)有限公司）。4.2 實驗儀器JYZ-A560榨汁機（九陽股份有限公司）；燒杯；玻璃棒；紗布；PL-203電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；溫度計；量筒；廣口瓶；液封管；PHS-3C型實驗室PH計（上海今邁儀器儀表公司）；WYT-4手持糖量計（泉州光學(xué)儀器廠）。4.3測定方法溫度測定：溫度計；pH測定：pH計；可溶性固形物的

9、測定：手持糖量計。 4.4工藝流程 復(fù)合果膠酶 蘆柑預(yù)處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置澄清調(diào)整糖度調(diào)整pH酒精發(fā)酵過濾裝罐殺菌成品 安琪酵母 4.5實驗步驟4.5.1原料處理 選用成熟度高、無腐爛、個頭飽滿、色澤均一的新鮮蘆柑為原料，剝開，分離果皮、肉、瓤，盡量去除籽、白皮層和囊衣。榨汁：采用榨汁機對處理后的蘆柑進(jìn)行榨汁。防褐變處理：按照0.05gL的偏重亞硫酸鈉添加量，將其加入榨得的蘆柑果汁中，用玻璃棒攪拌均勻，防止蘆柑汁發(fā)生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經(jīng)4層、8層、16層、32層紗布過濾。4.5.2 酶解和澄清 向過濾后的蘆柑果汁中添加0.09gL的果膠酶，pH調(diào)到3.5 ，于25下澄清2

10、小時。4.5.3 糖度調(diào)整 為了使釀成的酒質(zhì)量好，并促使發(fā)酵順利進(jìn)行，澄清后的原汁需根據(jù)果汁成分及成品要求調(diào)整糖度和pH。白砂糖添加量的計算是根據(jù)17g/L 的糖產(chǎn)生1%的酒，果酒需酒精度為810%，果汁質(zhì)量為W（kg）,果汁的潛在酒精度A=果汁糖度（g/L）/17，加糖量（kg）=(9-A)*1.7%*W。 4.5.4 pH調(diào)整 本實驗采用的高活性釀酒酵母其最適生長pH值為4.04.5，而蘆柑果汁的pH值為3.03.5，用10%的NaHCO3進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整到需要的pH，必要時可加10%檸檬酸進(jìn)行回調(diào)。4.5.5酵母的活化稱取適量高活性釀酒酵母放入小燒杯，加入適量蒸餾水，置于35水浴鍋中活化半

11、小時。4.5.6發(fā)酵與測定將經(jīng)過活化的酵母液與蘆柑汁充分混合進(jìn)行發(fā)酵，酵母添加量按實驗設(shè)計進(jìn)行，且每隔12h測定發(fā)酵液的可溶性固形物含量，發(fā)酵時間約15d。分別探討最初酵母添加量、pH、果汁糖度、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響。實驗5 蘆柑果醋發(fā)酵條件探討（10學(xué)時）5.1 材料與設(shè)備材料：新鮮蘆柑（購于孝感水果市場）；偏重亞硫酸鈉（天津市德恩化學(xué)試劑有限公司）；果膠酶（活力單位2.3u/mg，武漢市華順生物技術(shù)有限公司）；白砂糖（美麗田園食品有限公司）；碳酸氫鈉（天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠）；檸檬酸（吳江市奧康化學(xué)品有限公司）；釀酒高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）；釀醋醋酸菌（滬釀1

12、.01，上海迪發(fā)釀造生物制品有限公司生產(chǎn)）；氫氧化鈉(武漢旺森化試公司)。設(shè)備：榨汁機（九陽股份有限公司）；PL-203電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司）；pH計（上海今邁儀器儀表公司）；手持糖量計（泉州光學(xué)儀器廠）；燒杯；玻璃棒；紗布；溫度計；量筒；廣口瓶；液封管。5.2 分析測定方法 溫度：溫度計；可溶性固形物：手持糖度計；酒精度：酒精計；總酸（以醋酸計）：氫氧化鈉滴定法；PH值的測定：用PHS-3C型PH計直接測定。5.3 工藝流程 果膠酶 蘆柑預(yù)處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置調(diào)整糖度調(diào)整酸度酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果

13、醋過濾殺菌質(zhì)量檢測成品 安琪酵母菌 醋酸菌5.4 操作步驟原料分選：選擇成熟度高、果實豐滿，汁液較多的蘆柑，剔除病蟲害和腐爛的果實等，以免影響果醋最終的色、香、味，減少微生物污染的可能。剝開，分離果皮、肉、瓤，盡量去除籽、囊衣。榨汁：采用榨汁機對處理后的蘆柑進(jìn)行榨汁。防褐變處理：按照0.05gL的偏重亞硫酸鈉添加量，將其加入榨得的蘆柑果汁中，用玻璃棒攪拌均勻，防止蘆柑汁發(fā)生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經(jīng)4層、8層、16層、32層紗布過濾。酶解：按照0.09gL的果膠酶用量，將果膠酶加入蘆柑果汁中并混合均勻，pH調(diào)到3.5,于25下保持2小時。糖度調(diào)整：為使釀成的酒液成分接近且品質(zhì)好，并促使發(fā)酵安全

14、進(jìn)行，根據(jù)蘆柑的成分及成品所要求達(dá)到的酒精度進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)檢測的結(jié)果，調(diào)整原汁液的糖度。蘆柑果汁含有1012%的糖，以1.7g糖可發(fā)酵生成1°酒精計算，要釀制酒精度8°10°的蘆柑果酒需補加一定量的糖分，需加糖量可由下列公式計算：果汁的潛在酒精度A=果汁糖度（g/L）/17加糖量（kg）=(9-A)*1.7%*W酸度調(diào)整：本實驗使用的釀酒高活性酵母菌采用的果酒酵母最適生長pH值為4.04.5，而柚子果汁的pH值為3.03.5，用10%的NaHCO3進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整到需要的酸度。必要時可用10%的檸檬酸進(jìn)行回調(diào)。酒精發(fā)酵：稱取一定量的酵母菌于小燒杯中，加少量蒸餾水，攪

15、拌均勻后，在35下活化半小時，將活化好的酵母菌接種于蘆柑汁中。發(fā)酵過程中經(jīng)常檢查發(fā)酵液的溫度，糖度、pH值及酒精度等。醋酸發(fā)酵：稱取一定量的醋酸菌于小燒杯中，加少量蒸餾水水，攪拌均勻后，在35下活化30min接種于蘆柑果酒中，發(fā)酵工藝采用500mL廣口瓶發(fā)酵，發(fā)酵時間約為6d左右，發(fā)酵期間每天檢查發(fā)酵液的溫度、酒精度及酸度。每次測定發(fā)酵液的酸度時，取10mL（約10g）發(fā)酵液用NaOH進(jìn)行滴定。酸度可由下列公式計算：果醋的酸度（%）=(V1-V2)C/M×0.06×100其中：V1:樣液滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH的體積，ml; V2:空白滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH的體積，ml; C:

16、滴定用NaOH溶液的濃度，mol/L; M:樣品質(zhì)量或體積，g或ml； 0.06:換算為醋酸的系數(shù)，即1毫摩爾NaOH相當(dāng)于醋酸的克數(shù)。過濾：將制得的果醋進(jìn)行過濾除去雜質(zhì)，提高果醋的穩(wěn)定性和透明度。殺菌：采用8515min的水浴滅菌法殺滅細(xì)菌。5.5發(fā)酵與測定將經(jīng)過活化的醋酸菌液與蘆柑果酒充分混合進(jìn)行發(fā)酵，醋酸菌添加量按實驗設(shè)計進(jìn)行，且每隔12h測定發(fā)酵液的酸度，發(fā)酵時間約10d。分別探討醋酸菌添加量、果酒酒精度、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間對醋酸發(fā)酵的影響。三、用發(fā)酵罐釀造蘆柑果酒、果醋（18學(xué)時）實驗6 用發(fā)酵罐釀造蘆柑果酒實驗（6學(xué)時）6.1 材料與設(shè)備材料：蘆柑、偏重亞硫酸鈉、果膠酶、白砂糖、碳

17、酸氫鈉、檸檬酸、釀酒高活性干酵母。設(shè)備：發(fā)酵罐、榨汁機、電子天平、pH計、手持糖量計、燒杯、玻璃棒、紗布、量筒。6.2 分析測定方法可溶性固形物：糖度計；溫度、PH值：用發(fā)酵罐直接設(shè)定。6.3 工藝流程 復(fù)合果膠酶 蘆柑預(yù)處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置澄清調(diào)整糖度調(diào)整pH酒精發(fā)酵過濾裝罐殺菌成品 安琪酵母 6.4 實驗步驟原料處理 選用成熟度高、無腐爛、個頭飽滿、色澤均一的新鮮蘆柑為原料，剝開，分離果皮、肉、瓤，盡量去除籽、白皮層和囊衣。（1）榨汁：采用榨汁機對處理后的蘆柑進(jìn)行榨汁。（2）防褐變處理：按照0.05gL的偏重亞硫酸鈉添加量，將其加入榨得的蘆柑果汁中，用玻璃棒攪拌均勻，防止蘆

18、柑汁發(fā)生褐變。（3）過濾：將蘆柑汁分別經(jīng)4層、8層、16層、32層紗布過濾。酶解和澄清 向過濾后的蘆柑果汁中添加0.09gL的果膠酶，pH調(diào)到3.5 ，于25下澄清2小時。糖度調(diào)整 為了使釀成的酒質(zhì)量好，并促使發(fā)酵順利進(jìn)行，澄清后的原汁需根據(jù)果汁成分及成品要求調(diào)整糖度和pH。白砂糖添加量的計算是根據(jù)17g/L 的糖產(chǎn)生1%的酒，果酒需酒精度為810%，果汁質(zhì)量為W（kg），果汁的潛在酒精度A=果汁糖度（g/L）/17，加糖量（kg）=(9-A)*1.7%*W。 pH調(diào)整 實驗采用的高活性釀酒酵母其最適生長pH值為4.04.5，而蘆柑果汁的pH值為3.03.5，用10%的NaHCO3進(jìn)行調(diào)整，調(diào)

19、整到pH=4，必要時可加10%檸檬酸進(jìn)行回調(diào)。酵母的活化稱取適量高活性釀酒酵母放入小燒杯，加入適量蒸餾水，置于 35水浴鍋中活化半小時。發(fā)酵與測定將經(jīng)過活化的酵母液與蘆柑汁充分混合進(jìn)行發(fā)酵，酵母添加量按0.10g100g果汁，且每隔12h測定發(fā)酵液的可溶性固形物含量，發(fā)酵時間約15d。實驗7 用發(fā)酵罐釀造蘆柑果醋實驗（6學(xué)時）7.1 材料與設(shè)備材料：新鮮蘆柑；偏重亞硫酸鈉；果膠酶；白砂糖；碳酸氫鈉；檸檬酸；釀酒高活性干酵母；釀醋醋酸菌；氫氧化鈉。設(shè)備：榨汁機；PL-203電子天平；手持糖量計；燒杯；玻璃棒；紗布；溫度計；量筒；廣口瓶；液封管。7.2 分析測定方法 可溶性固形物：手持糖度計；酒精

20、度：酒精計；總酸（以醋酸計）：氫氧化鈉滴定法；溫度、PH值：用發(fā)酵罐直接設(shè)定。7.3 工藝流程 果膠酶 蘆柑預(yù)處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置調(diào)整糖度調(diào)整酸度酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵果醋過濾殺菌質(zhì)量檢測成品 安琪酵母菌 醋酸菌7.4 操作步驟原料分選：選擇成熟度高、果實豐滿，汁液較多的蘆柑，剔除病蟲害和腐爛的果實等，以免影響果醋最終的色、香、味，減少微生物污染的可能。剝開，分離果皮、肉、瓤，盡量去除籽、囊衣。榨汁：采用榨汁機對處理后的蘆柑進(jìn)行榨汁。防褐變處理：按照0.05gL的偏重亞硫酸鈉添加量，將其加入榨得的蘆柑果汁中，用玻璃棒攪拌均勻，防止蘆柑汁發(fā)生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經(jīng)4層、8層、16層

21、、32層紗布過濾。酶解：按照0.09gL的果膠酶用量，將果膠酶加入蘆柑果汁中并混合均勻，pH調(diào)到3.5,于25下保持2小時。糖度調(diào)整：為使釀成的酒液成分接近且品質(zhì)好，并促使發(fā)酵安全進(jìn)行，根據(jù)蘆柑的成分及成品所要求達(dá)到的酒精度進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)檢測的結(jié)果，調(diào)整原汁液的糖度。蘆柑果汁含有1012%的糖，以1.7g糖可發(fā)酵生成1°酒精計算，要釀制酒精度8°10°的蘆柑果酒需補加一定量的糖分，需加糖量可由下列公式計算：果汁的潛在酒精度A=果汁糖度（g/L）/17加糖量（kg）=(9-A)*1.7%*W酸度調(diào)整：本實驗使用的釀酒高活性酵母菌采用的果酒酵母最適生長pH值為4.04

22、.5，而柚子果汁的pH值為3.03.5，用10%的NaHCO3進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整到需要的酸度。必要時可用10%的檸檬酸進(jìn)行回調(diào)。酒精發(fā)酵：稱取一定量的酵母菌于小燒杯中，加少量蒸餾水，攪拌均勻后，在35下活化半小時，將活化好的酵母菌接種于蘆柑汁中。發(fā)酵過程中經(jīng)常檢查發(fā)酵液的溫度，糖度、pH值及酒精度等。醋酸發(fā)酵：稱取一定量的醋酸菌于小燒杯中，加少量蒸餾水水，攪拌均勻后，在35下活化30min接種于蘆柑果酒中，發(fā)酵工藝采用500mL廣口瓶發(fā)酵，發(fā)酵時間約為6d左右，發(fā)酵期間每天檢查發(fā)酵液的溫度、酒精度及酸度。每次測定發(fā)酵液的酸度時，取10mL（約10g）發(fā)酵液用NaOH進(jìn)行滴定。過濾：將制得的果醋進(jìn)行過濾除去雜質(zhì)，提高果醋的穩(wěn)定性和透明度。殺菌：采用8515min的水浴滅菌法殺滅細(xì)菌。實驗8 蘆柑果酒、果醋質(zhì)量