1、第一章：1 食品发酵与酿造的发展趋势是什么？随着生物技术的高速发展，食品 发酵与酿造技术也得到迅速 发展。 发酵工程是生物技术的必由之路，许许多多通过生物技 术发展起来的新产品必须用 发酵方法来生产。因此可以 说，发酵工程的潜力几乎是无穷的，随着科学技 术的进步， 发酵工程也必将取得 长足的进步。 利用基因工程技术，人工选育和改良菌种 基因工程创造了新的性状或新的物种， 这是常规育种方法无法做到的。基因工程已在动植物育种、微生物育种中得到广泛应用，已能使微生物 获得只有 动植物细胞才有的生产特性，采用微生物发酵技术就能获得价格昂贵的动物性或植物性蛋白，如胰岛素、干 扰素等。可以说，基因工程为发
2、酵与酿造技术提供了无限的潜力，掌握了基因工程技 术，就可以根据人 们的意愿来创造新的物种，利用这些物种可 为人类做出巨大的贡 献。 结合 细胞工程技 术、用发酵技术进行动植物细胞培养 细胞原生质体融合技术使动植物细胞的人工培养技术进入了一个崭新的阶段。借助于微生物细胞培养的先进技术，大量培养 动植物细胞的技术日臻完善，有很多已经进行大规模生产。动植物细胞有产生许多微生物细胞所不具备的特有的代谢产物，进行动植物细胞的培养，就能生产这些特有物质。 应用 酶工程技 术，将固定化酶或细胞广泛应用于发酵与 酿造工业 固定化酶将酶固定在不溶性膜状或颗粒状聚合物上，这样在连续催化反应过程中不会流失，不必回收
3、就可以反复利用，酶也不会混杂在反应产物中，既大大简化了工艺，又提高了酶反应的稳定性，使反应的 经济效益大大提高。重视 生化工程在 发酵与酿造业的应用 生化工程指的是生化反应器、生物 传感器和生化产品的分离提取和 纯化等下游工程。 生化反应器是生物化学反应得以进行的场所，涉及流体力学、传质、传热和生化反应动力学等学科。生物技术成果从实验 室走向市场、 转变成社会生产 力，是通过各种生化反应器来实现的。生物传感器是发酵与酿 造过程控制的关键所在，要 实现 反应器的自动化、连续化，生物传感器是必不可少的。因此，生物传感器的研究和设计是今后发酵与酿造工业发展的方向之一。代谢产品的分离提取和 纯化是生物
4、技术产品产业化必不可少的 环节，下游工程水平的高低将对该项目是否能取得较高的经济效益起到至关重要的作用。 发酵法生 产单细 胞蛋白 由于微生物的代谢方式各种各样，各种 资源都可以利用，而且微生物繁殖速度惊人，比 动植物要快成百上千倍；单细胞蛋白最主要的用途是作为动物饲料，可以缓解动物与人类竞争食物的局面；因此，开发单细胞蛋白是解决人 类食物问题的重要途径。同时又不失为一种解决废水废料污染、保护环境、节约粮食资源的好方法。 加强 代谢研究，进一步做好代谢控制，开 发更多代谢产 品 由于生物代谢的多种多样，至今研究透 彻的代谢途径中仅 占一小部分，弄清更多的代 谢途径、搞清其代谢调节的机制，将会开
5、 发出更多有价值的生物代 谢产品。 我国是食品发酵与酿造基础较好的国家， 传统酿酒和传统酿 造业在我国历史悠久， 现代发酵技术在酿酒工业、酶制剂工业 和抗生素工业的带领下，在我国已形成一个完整的工业体系，规模和产量在世界上都占有相当的比重。 2 我国酿酒的特点及酒的分类特色一：曲蘖（ni）的发明和发 展 首先：淀粉经糖化剂作用转化为葡萄糖和麦芽糖，糖 经发酵 剂转变为酒精。由于谷物内淀粉不象水果中的糖份那样能直接被酵母菌转化为酒精，用谷物酿酒必须经过两个阶段：一是将淀粉分解的麦芽糖与葡萄糖的糖化阶段，二是将麦芽糖与葡萄糖转化为酒精的发酵阶段（即酒化阶段）在古代，这两个过程都是通 过酒曲来完成的
6、。特色二：固态发酵：糖化、发酵同 时进行。特色三：双蒸合一：原料与酒醅同时蒸煮，使原料的糊化与酒醅的蒸 馏并行； 特色四：多料混酿：多种原料配合使用，可以互相取长补短，使风味丰富而独特。如五粮液：高粱、糯米、大米、玉米、小麦. 酒的分类：一切含有一定量酒精、并适于饮用的液体， 统统简 称为酒。按商品特性分：白酒；黄酒；果酒；啤酒；配制酒；洋酒（白兰地、威士忌、伏特加、兰姆酒、金酒）。 按主要工艺特征分： 酿造酒：使原料发酵，不经蒸馏而直接酿成的酒，如黄酒，啤酒，果酒，日本清酒，南朝鲜浊酒等。蒸馏酒：也称白酒、烧酒（点火可以燃 烧的蒸馏酒，提气、疏散），是以酿造酒或其糟粕为原料加热蒸馏而制成。如
7、茅台酒，汾酒，泸州老窖特曲，桂林三花酒（四种香型）等以及白兰地，威士忌等。 白酒经过蒸馏，即为酒精。高纯度酒精 96.0 甲醇 0.06%精馏酒精 95.5 甲醇 0.12%食用酒精 95 甲醇 0.16%医用酒精 95 甲醇 0.25%工业酒精 95，只限定酒精含量配制酒：也称混成酒，是以蒸馏 酒或食用酒精或酿造酒为原料，配加糖份、色素、香料等制成的，如竹叶青酒、味美思、各种药酒等。 3 酿酒原料有哪些类型？原料的种类，分四大类淀粉原料：又可分为以下几大类（1）粮谷类：高粱、玉米、大米、大麦、燕麦、小麦等。（2）薯类：木薯、甘薯、竹薯、马铃薯等。（3）野生植物：橡子仁、葛根、土茯苓、石蒜等。
8、（4）农产品加工副产品：米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等。芒果核、菠萝蜜种子、龙眼核、荔枝核等也含有淀粉相当多，也可考虑酿酒。椰子 饼、胶籽饼中也含有近似淀粉的多糖。这些原料用来酿酒也是很有希望的。糖质 原料，又可分两类（1）糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、淀粉糖蜜（2）果品：葡萄、苹果、梨、柑橘、荔枝、龙眼、菠萝、香蕉、芒果、菠萝蜜。热作加工副产品的龙古兰麻叶肉、椰子水、咖啡和可可果肉、腰果梨等，也属糖质原料。纤维质 原料：主要 为各种秸秆、果壳、种壳及甘蔗渣等。菊糖原料：主要为菊芋，一切菊科植物都以菊糖作 为其贮 藏性多，可作 为酿酒原料。4 淀粉酶类的作用特点5 酵母菌的第一型发酵酵母菌的发酵类
9、型：在微酸性条件下， 进行正常的酒精发酵，以酒精为主要产物（第一型）；如在发酵料中加入 NaHSO3，乙 醛就被固定，不能脱氢，转向甘油发酵，生成大量甘油（第二型）；又当发酵为弱碱性时，酵母菌的 酶体系发生改变，也成大量甘油同时生成醋酸和酒精（第三型），发酵法生成甘油就是根据酵母菌在特定 环境下 进行第二型和第三型发酵的原理。酵母菌的三种类型的发酵过程如下：EMP 途径1、第一种类型（正常型）： C6H12O6 + H+ 2 CH3CH2OH +2CO22、第二种类型（加 NaHSO3）：C6H12O6 + NaHSO3 甘油 + 硫化乙醛 + CO2 3、第三种类型（pH7.6）： 2 C6
10、H12O6 + HO- 2 甘油 + CH3COOH + CH3CH2OH + 2CO2 6 细菌的酒精发酵机制 P147 酿酒的主要副产物有哪些？是怎样产生的？P158 酒体？白酒的主要酯类？酒体酒精、水、挥发物、固形物等结合在一起，构成具有一定风格的整体，称酒体。酒的香味类型与香味成分的关系：清香型：醋酸乙酯 + 乳酸乙酯米香型：乳酸乙酯 + -苯乙醇 + 醋酸乙酯浓香型：己酸乙酯 + 丁酸乙酯酱香型：4-乙基愈疮木酚等9 原料的酒精产率和原料的利用率如何计算？淀粉酶 酵母菌(C6H10O5)n + H2OnC6H12O6 2nCH3CH2OH + 2nCO2 淀粉 162 葡萄糖 180
11、 2*46 2*44蔗糖酶 酵母菌C12H22O11+ H2OC6H12O6 + C6H12O6 C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 蔗糖 342 葡萄糖 果糖 180 2*46 2*44淀粉理论酒精出产率（%）= (246)162 100 = 56.78(%)蔗糖理论酒精出产率（%）= (246)(3422)100 = 53.80(%)己糖理论酒精出产率（%）= (246)180100 = 51.11(%) 例如：在某些白酒生产中，原料及曲中其含淀粉量 150 公斤，生产白酒折合纯酒料量为 75 公斤，其实际酒精出产率及淀粉利用率可 计算如下： 淀粉实际出酒率（%）= 95%（
12、V）酒精产量（原料淀粉总含量+曲料淀粉总含量）100= 75150100 = 50.0(%)淀粉利用率（%）= 实际出酒率理论出酒率100 = 5056.78100 = 88.04(%)10 酿酒的不同生化过程的主要微生物?P21霉菌在酿酒中主要起糖化作用，使淀粉变糖。酵母菌主要是将糖发酵成酒精。根霉虽然也能使糖变酒，但作用弱，主要还是酵母菌。但应指出，并非所有的曲霉、根霉都有强大糖化力，同样也并非所有酵母菌都有强大发酵力。食品工业中常用的酵母菌有酿酒酵母、 椭圆酵母、卡 尔酵母和异常 汉逊酵母四种。食品工业中常用的霉菌有毛霉属、根霉属、曲霉属和地霉属 4 个属。第二章：1 葡萄汁果汁改良时糖
13、度调整的计算添加白砂糖：一般地，每 1L 含糖 17g 的溶液（即糖度 1.7%），经酵母菌发酵可生成 10ml 酒精，即溶液达到 1(1%)酒度。一般干酒的酒度在 11左右，甜酒的在 15左右，若葡萄汁中含糖量低于应生成的酒精含量时，必 须加糖提高糖度， 发酵后才能达到所需的酒精度。所需加糖量一般可按上述规律计算：每 1L 增加 1需加糖 17g“17比率规律”。加糖量的计算： 例如：利用潜在酒精含量为 9.5%的 5000L 葡萄汁发酵，制成酒度为 12%的干白葡萄酒，需加糖多少？解：需要增加的酒精含量为：12%-9.5%2.5%按“17 的比率” 规律计算，则需添加糖量：2.517500
14、0212 500g212.5kg常用的结晶白砂糖一般纯度为 98.099.5，因此，实际所需加糖量约 214.6kg。由于白砂糖本身占一定体积，因此需考 虑所加的砂糖对整个体 积的影响。一般 1kg 砂糖占有 0.625L 的体积 故重解：做 12%的酒，要求每升果汁含糖 12*17=204g ，按题意，设每升果汁所需加糖 x kg， 那么按比例：（1+0.625x)升果汁中 应该含糖（ 9.5*17+1000x） 即： 1 （1+0.625x)12*17 （9.5*17+1000x） 则： x=0.04814kg那么，5000*0.04814=240.68kg ，实际加砂糖量 243.1kg
15、。添加 浓缩葡萄汁： 计算办法：首先对浓缩汁的潜在酒精含量进行分析，然后用交叉法求浓缩汁的添加量。例如：已知 5000L 发酵葡萄汁的潜在酒精含量 为 10， 产品葡萄酒要求达到酒精度 11.5，又已知某浓缩汁的潜在酒精含量为 50，所需加入的 浓缩 汁数量？解：可用交叉法：即在每 38.5L 的发酵液中加 l.5L 浓缩汁，才能使成品葡葡酒达到 11.5的酒精含量。据此求得浓缩葡萄汁添加量为：1.5（5000/38.5）194.8L注意： 采用浓缩葡萄汁来提高糖分的方法，一般在主发酵后期才添加，因为含糖量高易造成前期发酵困难。另外，要注意浓缩汁的酸度，因葡萄汁浓缩后酸度也同时提高。如加入量不
16、影响葡萄汁酸度时，可不作任何 处理；若酸度太高，在浓缩汁中加入适量碳酸 钙中和、降酸后才能使用。 2 二氧化硫在葡萄酒酿造的作用？在葡萄酒酿造过程中，二氧化硫有着非常重要的作用，不论是葡萄汁的保存、酒的发酵过程还是制酒用具的消毒，都需要用到 SO2。其作用首先是选择性杀菌、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。杀菌防腐： SO2 是一种杀菌 剂，它能抑制各种微生物的活动，若浓度合适，可杀死许多种微生物。所幸葡萄酒酵母抗 SO2 能力较强， 为 250mgL，适量加入 SO2，可达到抑制杂菌生长而又不影响葡萄酒酵母的正常生长和发酵。抗氧化： 由于具有 较强的还原
17、作用， SO2 能防止酒的氧化，能抑制葡萄中的多酚氧化酶活性，减少单宁、色素的氧化，阻止酒的氧化混浊、颜色暗化、防止葡萄汁过早褐变。增酸： 添加 SO2 还起到增酸作用，这是因为一方面 SO2 阻止了分解苹果酸与酒石酸的细菌活动，另一方面，生成的亚硫酸通过氧化成硫酸，与苹果酸及酒石酸 盐中的钾、钙等反应，从而使有机酸游离出来，增加了不挥发酸的含量。澄清： 添加适量的 SO2，可延缓葡萄汁的发酵过程，使葡萄汁获得充分的时间以进行澄清过程。这对制造白葡萄酒、淡红葡萄酒以及葡萄汁的杀菌都有很大的好 处。若要使葡萄汁在较长时间内不发酵，添加的 SO2 量还要更多些。溶解： SO2 溶解于葡萄汁中，会立
18、刻生成 亚硫酸，有利于果皮上某些成分的溶解， 这些成分包括色素、酒石、无机盐等。这种溶解作用对葡萄汁和葡萄酒色泽都有很好的作用。3 红葡萄酒酿造与白葡萄酒酿造有何主要区别？白葡萄酒与红葡萄酒的前加工工艺不同。白葡萄酒加工采用先压榨后发酵，而 红酒是要先发酵后压榨。红葡萄酒“ 带渣发酵”而白葡萄酒“去渣发酵”。4 葡萄酒的管理上换捅、满桶是何意？ 对葡萄酒品质有何作用？所谓换桶就是将酒从一个容器换入另一个容器的操作，亦称倒酒。目的是其一分离酒脚，去除桶底的酵母、酒石等沉淀物质，并使桶中的酒 质混合均一；其二使酒接触空气，溶解适量的氧，促进酵母最终发酵的结束；此外由于酒被二氧化碳 饱和，换桶可使过
19、量的挥发性物质挥发逸出，及添加亚硫酸溶液调节 酒中二氧化硫的含量（100 150mg L ）。换桶的次数取决于葡萄酒的品种、葡萄酒的内在质量和成分。干白葡萄酒换桶必须与空气隔绝，以防止氧化，保持酒的原果香，一般采用二氧化碳或氮气填充保护措施。满桶是为了避免菌膜及醋酸菌的生长，必 须随时使储酒桶内的葡萄酒装 满，不 让它的表面与空气接触，亦称添桶。储酒桶表面产生空隙的原因：温度降低，葡萄酒容 积收缩；溶解在酒中的二氧化碳逸出以及温度的升高产生蒸发使酒逸出等。添酒用的葡萄酒应选择同品种、同酒 龄、同 质量的健康酒。或用老酒添往新酒，添酒后调整二氧化硫含量。添酒的次数: 第一次倒酒后一般冬季每周一次
20、，高温 时每周 2 次。第二次倒酒后，每月添酒l2 次。 5 葡萄酒的后处理操作包括哪些内容？在保证品质方面有何意义？ 陈酿贮存后的葡萄酒还是不稳定的胶体溶液，在 储存期间 会发生微生物、物理、化学及生物学特征的变化，出现浑浊及沉淀等 现象。成品葡萄酒要求外观品质澄清透明，酒体在相当时间内保持稳定。为达到成品酒要求，需对陈酿 后的酒体进行处理，例如澄清处理、冷处理及热处理等。澄清 处理：葡萄酒从原料葡萄中带来了蛋白质、树胶及部分 单宁色素等物质，使葡萄酒具有胶体溶液的性质，这些物质 是葡萄酒中不稳定因素，需加以清除。工艺上一般采用下胶净化（澄清剂为明胶、 鱼胶、蛋清、干酪素及皂土等）。此外还可
21、采用机械方法（离心设备）来大规模处理葡萄汁、葡萄酒，进行离心澄清。葡萄酒的冷处理：使过量的酒石酸盐与不安全的色素析出沉淀，尤其是新酒可 显著改善口味，酒石酸盐的析出使酸味降低，口味变得柔和；还可使发 酵后残留在酒中的蛋白质、死酵母、果胶等有机物质加速沉淀；在低温下溶入较多量的氧气，加速酒的陈酿，使酒中某些低价 铁盐氧化为高价铁盐，并降低其含量。一般冷至葡萄酒的冰点以上 0.5，因各类葡萄酒的酒精含量和浸出物不同，其冰点也各不相同。 注意： 葡萄酒冷处理时应迅速强烈降温，使酒体在短 时间内（5 6h）达到需要冷处理的温度， 处理完毕后，应在同温度下过滤。白葡萄酒在处理时应采用二氧化碳保护，以防止
22、氧化。葡萄酒的 热处 理： 改善品质：可使色、香、味有所改善，产生老酒味， 挥发酯增加，pH 值上升， 总酸、挥发酸和氧化还原电位下降，部分蛋白 质凝固析出，酒香味好，口味柔和醇厚，热处理是加速葡萄酒老熟的有效措施之一。增加葡萄酒的稳定性：除去酵母、醋酸菌、乳酸菌等，达到生物稳定；除去有害物质，特别是氧化酶，达到酶促稳定；外对保 护胶体的形成，晶体核的破坏，酒石酸 氢盐结晶的溶解，蛋白质雾化形成及自然澄清等均起到一定作用。热处理的不利：如酒色变褐，果香新 鲜感减弱， 严重时会出 现氧化味。热处理一般在一个密闭容器内，将酒间接加热到工艺 所要求的温度，保持一定 时间 。 葡萄酒的离子交换处理：除
23、去葡萄酒中过多的金属离子和酒石酸盐的含量，提高酒的稳定性。适于处理普通葡萄酒。葡萄酒的 过滤 :是一种常用的澄清方法。一般与前几种方法配合使用，并且常需多次过滤。方法常采用棉饼过滤、硅藻土 过滤、 纸板过滤、膜过滤、真空过滤等。 6 葡萄酒的常见病害有哪些，分 别如何防治？P49-553 ：1 为什么糯米是黄酒酿造的最佳原料？P94-952 黄酒酿造时蒸饭操作很重要， 对蒸饭有怎样的要求？P993 生麦曲为何要放置几个月（3-4 月）后使用，而熟麦曲制成后应马上使用？P1064 酒药生产中加辣蓼草、中药 的作用是什么？辣蓼草中含有丰富的酵母及根霉生长素，培养 这类菌时 ，有辣蓼草存在，定能生长
24、茂盛。 可起疏松作用。中药的作用：含有利于酵母菌繁殖的营养成分；能抑制杂菌；产生特殊香味；疏松作用5 黄酒酿造中糖化发酵剂有哪些？它们的主要微生物区系是怎样的？曲和酒药即大曲和小曲通称为糖化发酵剂。曲是以小麦为 原料制成，主要含有 产生糖化酶的霉菌等。麦曲：多种菌如曲霉、根霉、毛霉、酵母菌等的协同作用，但主要是米曲霉起糖化作用。米曲：红曲，乌衣红曲，黄衣红曲等 乌衣红曲：乌衣红 曲是米曲的一种，主要含有红曲霉、黑曲霉、酵母菌等微生物。酒药：主要微生物：根霉、毛霉、酵母菌及少量的细菌和梨头霉等，其中以根霉和酵母菌最重要。白药：含根霉，毛霉，酵母菌等纯种根霉曲 ：纯粹根霉菌和酵母菌6 用淋饭酒母酿
25、制黄酒品质为何比使用纯种酒母的好？用淋饭酒母酿制黄酒由于酒药中根霉、毛霉等的繁殖 产生乳酸，酒的风味较好，如绍兴酒。采用纯种酵母菌，通过逐步扩 大培养而成，称 纯种培养酒母，常用于大罐发酵的黄酒生产。由于是添加的食用乳酸，酒味较淡薄，但 发酵更安全。7 与葡萄酒相比，黄酒发酵的特点有哪些？ P121-1228 概念：热作酒、冷作酒、抑制式发酵、三浆四水、淋 饭法、摊饭法、喂饭法热作酒：高温开耙时醪温升至 35以上才开头耙。因 发酵温度 较高，酒母易早衰，发酵能力减弱，酿成的酒浸出物较多，口味较浓甜，俗称热作酒或甜口酒。冷作酒：低温开耙时 30开头耙。因 发酵温度5%以上时对酵母菌有抑制作用，而
26、在相同酒精浓度的条件下，淀粉糖化酶所受的抑制影响较小。配料 时以酒代水，能 对酵母产生一定的抑制作用，使发酵速度减缓，并使淀粉糖化形成的糖分能残留一部分，这就是抑制式发酵的原理。在发酵时加糟烧白酒的酿造方式被称为“抑制式发酵”。半甜型黄酒和甜型黄酒因采用抑制式发酵，故含有 较多的糖分，另外虽然酵母发酵受抑制，但由于配入了芬芳浓郁的陈年酒，所以口味醇香甘甜，且具有特殊的芳香。 三浆四水：用摊饭法酿制黄酒时，米 浆水: 清水=3:4：浸米 16-26d，米浆水总酸高达 0.7%左右，按三份浆四份水混合后，总酸 约 0.3-0.35 %，适于酒母繁育。摊饭法：以绍兴的元红酒、善酿 酒、加 饭酒为代表，都是以摊饭法酿成，具酒味醇厚的特点，仿绍酒也是摊饭法制成。摊饭 酒的酿造工艺：淋饭法： 喂饭法：将原料分成几批，第一批先作成酒母，在酵母菌培养阶段，陆续分批加入新原料，使发酵继续进行，起扩大培养、连续发酵的作用。此法符合微生物发酵规律。代表酒种是嘉兴
