1、現代食品發酵技術課程大型綜合設計性實驗孝感學院生命科學技術學院適用專業：生物工程實驗指導老師：游 劍為了適應地方大學本科人才培養的要求，貫徹落實學院“寬口徑，厚基礎，重實踐”為內涵的專業教育、“成人成才”為核心的素質教育和“創業創新”為導向的就業教育相結合的高級應用型人才培養模式，實現以學生未來生存和發展為出發點，將培養具有引領意識、創新精神和實踐能力的一專多能的應用型高級專門人才為主要目標。為此，開設了生物發酵、食品科學類課程大型綜合設計性實驗。整個實驗課程分為三部分，共計60學時，實驗內容主要為綜合設計性實驗與多層次科研訓練實驗。綜合設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、發酵罐釀造蘆柑果酒、果醋這2個綜合性實驗。要求學生每6人為1組、1人定向1個實驗項目，互做實驗與共同完成。通過開設綜合性實驗以滿足學生個性發展的需要，調動學生實驗的主動性和積極性，提高學生提出問題、分析和解決問題的能力。如，為了釀造出品質優良、具有獨特風味的蘆柑果酒，要求學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酵的不同環節中開展一項或多項既有探索性、又有以培養學生的綜合分析能力的實驗設計。在教師的指導下，鼓勵學生綜合考慮最初酵母添加量、pH、果汁糖度、發酵溫度等因素對酒精發酵的影響，然后采用正交試驗方法對蘆柑果酒的釀造工藝設計試驗，采用質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。多層次科研訓練實驗是鼓勵學生申請學院設立的學生學術基金開展小科研實驗。另一方面，以教師的科研課題組織學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，以及組織學生參加小發明、小論文等課外科技實驗。目錄一、國產50L發酵罐的使用（12學時）實驗1 發酵罐蒸汽滅菌系統及反應系統的使用（6學時）實驗2 發酵罐使用前的清洗和各項參數的設定（6學時）二、蘆柑果酒、果醋釀造條件的探討（30學時）實驗3 蘆柑汁的防褐變和澄清處理（10學時）實驗4 蘆柑果酒發酵條件探討（10學時）實驗5 蘆柑果醋發酵條件探討（10學時）三、用發酵罐釀造蘆柑果酒、果醋（18學時）實驗

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

5、條件的探討（30學時）實驗3 蘆柑汁的防褐變和澄清處理（10學時）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有限公司）；檸檬酸C6H8O7·H2O（分析純，天津市東麗區泰蘭德化學試劑廠）；碳酸氫鈉NaHCO3（分析純，天津市東麗區天大化學試劑廠）；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

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。未經處理的果汁若長時間在空氣中暴露，易發生氧化褐變，應盡快使用。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，翻轉輕搖，靜置15min后觀察有無凝膠物質出現，并用“+”號的多少表示凝膠物質的多少。（4）pH的調定：用10%的檸檬酸和10%的NaHCO3，調節蘆柑汁的酸堿度。實驗4 蘆柑果酒發酵條件探討（10學時）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、市德恩化學試劑有限公司）；碳酸氫鈉（分析純，天津市東麗區天大化學試劑廠）；檸檬酸C6H8O7·H2O（分析純，天津市東麗區泰蘭德化學試劑廠）；果膠酶（活力單位2.3u/mg，武漢市華順生物技術有限公司）。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 復合果膠酶 蘆柑預處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置澄清調整糖度調整pH酒精發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，防止蘆柑汁發生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經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調到3.5 ，于25下澄清2

10、小時。4.5.3 糖度調整 為了使釀成的酒質量好，并促使發酵順利進行，澄清后的原汁需根據果汁成分及成品要求調整糖度和pH。白砂糖添加量的計算是根據17g/L 的糖產生1%的酒，果酒需酒精度為810%，果汁質量為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進行調整,調整到需要的pH，必要時可加10%檸檬酸進行回調。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發酵與測定將經過活化的酵母液與蘆柑汁充分混合進行發酵，酵母添加量按實驗設計進行，且每隔12h測定發酵液的可溶性固形物含量，發酵時間約15d。分別探討最初酵母添加量、pH、果汁糖度、發酵溫度、發酵時間對酒精發酵的影響。實驗5 蘆柑果醋發酵條件探討（10學時）5.1 材料與設備材料：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（天津市東麗區天大化學試劑廠）；檸檬酸（吳江市奧康化學品有限公司）；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，上海迪發釀造生物制品有限公司生產）；氫氧化鈉(武漢旺森化試公司)。設備：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 蘆柑預處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置調整糖度調整酸度酒精發酵醋酸發酵果

13、醋過濾殺菌質量檢測成品 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，防止蘆柑汁發生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經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調到3.5,于25下保持2小時。糖度調整：為使釀成的酒液成分接近且品質好，并促使發酵安全

14、進行，根據蘆柑的成分及成品所要求達到的酒精度進行調整。根據檢測的結果，調整原汁液的糖度。蘆柑果汁含有1012%的糖，以1.7g糖可發酵生成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進行調整,調整到需要的酸度。必要時可用10%的檸檬酸進行回調。酒精發酵：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。發酵過程中經常檢查發酵液的溫度，糖度、pH值及酒精度等。醋酸發酵：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，發酵工藝采用500mL廣口瓶發酵，發酵時間約為6d左右，發酵期間每天檢查發酵液的溫度、酒精度及酸度。每次測定發酵液的酸度時，取10mL（約10g）發酵液用NaOH進行滴定。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:樣液滴定消耗標準NaOH的體積，ml; V2:空白滴定消耗標準NaOH的體積，ml; C:

16、滴定用NaOH溶液的濃度，mol/L; M:樣品質量或體積，g或ml； 0.06:換算為醋酸的系數，即1毫摩爾NaOH相當于醋酸的克數。過濾：將制得的果醋進行過濾除去雜質，提高果醋的穩定性和透明度。殺菌：采用8515min的水浴滅菌法殺滅細菌。5.5發酵與測定將經過活化的醋酸菌液與蘆柑果酒充分混合進行發酵，醋酸菌添加量按實驗設計進行，且每隔12h測定發酵液的酸度，發酵時間約10d。分別探討醋酸菌添加量、果酒酒精度、發酵溫度、發酵時間對醋酸發酵的影響。三、用發酵罐釀造蘆柑果酒、果醋（18學時）實驗6 用發酵罐釀造蘆柑果酒實驗（6學時）6.1 材料與設備材料：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。設備：發酵罐、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：用發酵罐直接設定。6.3 工藝流程 復合果膠酶 蘆柑預處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置澄清調整糖度調整pH酒精發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、柑汁發生褐變。（3）過濾：將蘆柑汁分別經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調到3.5 ，于25下澄清2小時。糖度調整 為了使釀成的酒質量好，并促使發酵順利進行，澄清后的原汁需根據果汁成分及成品要求調整糖度和pH。白砂糖添加量的計算是根據17g/L 的糖產生1%的酒，果酒需酒精度為810%，果汁質量為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進行調整，調

19、整到pH=4，必要時可加10%檸檬酸進行回調。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。發酵與測定將經過活化的酵母液與蘆柑汁充分混合進行發酵，酵母添加量按0.10g100g果汁，且每隔12h測定發酵液的可溶性固形物含量，發酵時間約15d。實驗7 用發酵罐釀造蘆柑果醋實驗（6學時）7.1 材料與設備材料：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：用發酵罐直接設定。7.3 工藝流程 果膠酶 蘆柑預處理榨汁添加偏重亞硫酸鈉過濾酶解靜置調整糖度調整酸度酒精發酵醋酸發酵果醋過濾殺菌質量檢測成品 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，防止蘆柑汁發生褐變。過濾：將蘆柑汁分別經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調到3.5,于25下保持2小時。糖度調整：為使釀成的酒液成分接近且品質好，并促使發酵安全進行，根據蘆柑的成分及成品所要求達到的酒精度進行調整。根據檢測的結果，調整原汁液的糖度。蘆柑果汁含有1012%的糖，以1.7g糖可發酵生成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進行調整,調整到需要的酸度。必要時可用10%的檸檬酸進行回調。酒精發酵：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。發酵過程中經常檢查發酵液的溫度，糖度、pH值及酒精度等。醋酸發酵：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，發酵工藝采用500mL廣口瓶發酵，發酵時間約為6d左右，發酵期間每天檢查發酵液的溫度、酒精度及酸度。每次測定發酵液的酸度時，取10mL（約10g）發酵液用NaOH進行滴定。過濾：將制得的果醋進行過濾除去雜質，提高果醋的穩定性和透明度。殺菌：采用8515min的水浴滅菌法殺滅細菌。實驗8 蘆柑果酒、果醋質量