生物工艺学试题及答案

一、名词解释（10分2分/个全是啤酒）啤酒比较乱1啤酒生成过程对原料粉碎度有何要求？粉碎时要求麦芽的皮完整而不碎，胚乳适当细，并注意提高粗细3的均匀性。辅助原料（如大米）的粉碎越细越好，以增加浸出物的得率。对麦芽粉碎的要求，根据过滤设备的不同而不同。对于过滤槽，是以麦皮作为过滤介质，所以粉碎度要求较高，粉碎时皮壳不可太碎，以免因过碎造成麦槽层的渗透性变差，造成过滤困难，延长过滤时间，由于麦皮中含有苦味物质，色素，单宁等有害物质，粉碎过细会使啤酒色泽加深，口味变差也会影响麦汁得率。因此在麦芽粉碎时要尽可能大的使麦皮不受破坏。如果采用压滤机，则要适宜细粉碎。*2.糖化工艺条件的改变对麦汁组分的影响？（1）麦芽的质量及粉碎度：糖化力强溶解良好的麦芽糖化时间短形成可发酵性糖多；优质麦芽或溶解良好的麦芽，粉碎度的粗细对糖化影响小，反之麦芽质量差则影响大（2）非发芽谷物的添加：种类，支链直链淀粉比例，糊化，液化程度及添加数量对麦汁组成影响大，非发芽谷物含量超过35%将延长糖化时间降低麦汁中可发酵性糖的比例，如果麦汁质量差含淀粉酶活性低不但会延长糖化时间，麦汁组成差，还会导致发芽谷物淀粉的利用率降低（3）糖化温度的影响:影响麦汁中可发酵性糖的比例和糖化时间，还会影响浸出物的收率（4）糖化醪pH：对于啤酒的糖化一般在63~70℃范围内α-淀粉酶和β-淀粉酶的最适pH范围较宽，可在pH5.2-5.5范围内波动，影响不大（5）糖化醪浓度：糖化时原料加水比越小则糖化醪浓度越大，糖化醪粘度也增大，会影响酶对作用基质的渗透，从而降低淀粉的水解速率，降低最终产物-还原糖的积累，也会抑制酶对淀粉的作用，当糖化醪浓度超过40%会降低浸出物收率，可发酵性糖含量也会降低，糖化时间延长。3.如何操作能使麦汁清亮透明？（1）贮酒温度不宜过高，酵母不能太老以免造成酵母自溶使啤酒浑浊（2）控制好后发酵使CO2产生较多就可以促进酵母凝聚沉淀加速澄清（3）贮藏温度越低越能减少大分子物质的溶解促进澄清；恒定的温度和罐压可防止啤酒对流保持澄清（4）贮藏容器越小垂直度越高越有利于澄清（5）控制啤酒中的高分子氮的含量等4.麦汁过滤速度受哪些因素影响？从理论上说，使用过滤槽时，麦汁过滤速度和影响因素之间的关系为：K——和过滤速度有关的常数△P——麦糟层的压力差fa——麦糟层的可渗透性d——麦糟层的厚度μ——麦汁粘度（或用文字叙述过滤速度和各因素之间的关系）提高麦汁过滤速度的措施有：降低麦汁粘度（浓度、糖化完全、保温）、控制麦糟层的厚度（投料量、糟层平整）、控制麦糟层的可渗透性（麦皮不碎、控制辅料量、糖化完全、合理耕糟）、控制合适的压力差（结构合理、滤速适宜）等。5.麦汁煮沸的意义一是麦汁煮沸可以在以下几方面稳定麦汁：（1）杀死破坏性微生物（2）减少凝固性氮，从而提高胶体稳定性（3）提取酒花中的有效物质，赋予啤酒独特的香味和风味。（4）麦汁过滤结束后水分偏大，煮沸可以将多余得到水分蒸发出去，使麦汁浓度达到预定目标。二是通过麦汁煮沸可以把麦汁中的可凝固蛋白分离出来，使后期操作没有蛋白质析出，导致啤酒外观不合格。三是通过煮沸可以把酒花的有效成分充分溶解到麦汁中，起到固定香型作用。四是起到杀菌作用，使麦汁发酵前就处于无菌状态，让发酵过程是一个纯种发酵的过程，有利于啤酒口味的纯正。*6.如何保证麦汁煮沸效果？蛋白质凝絮好坏是评价麦汁煮沸效果的依据。（1）煮沸强度：混和麦汁中蛋白质变性后凝絮状况和蛋白质碰撞有关，翻腾越剧烈即强度越大碰撞几率越大，凝絮越多（2）麦汁温度和加热时间：温度越高变形越充分。在常压下煮沸时间越长越能促进蛋白质变性和凝絮但不能超过2h（3）煮沸pH：只有在等电点下蛋白质表面电荷为零时凝絮好。因此麦汁pH越接近5.2凝絮效果越好（4）沸腾效果：煮沸中形成的气泡的迅速破碎也促进凝絮（5）单宁和Ca2+，Mg2+的促进作用：麦汁中聚多酚和蛋白质是以共价键结合形成不溶性沉淀。添加五倍子单宁可以改善凝絮效果。Ca2+，Mg2+能促进带负电荷的颗粒形成盐桥絮凝也能降低蛋白质表面电荷促进沉淀。7.酒花为什么要分次添加？为了获得更细腻柔和的苦味。添加方法：第一次：煮沸5~15min后添加总量的5%~10%主要是消除煮沸物的泡沫第二次：煮沸30~40min后添加总量的55%~60%主要是萃取α-酸并促进异构第三次：煮沸80~85min添加总量的30%~40%主要萃取酒花油提高酒花香8.麦汁充氧的目的？有何要求？目的：供给酵母繁殖过程所需的氧。要求：根据经验充氧量一般在6-10mg/L的范围内，低于6mg/L一般认为充氧不足，高于10mg/L则为充氧过度。经验值是8mg/L±2mh/L9.酵母添加数量对发酵的影响？提高接种量，发酵时酵母最高细胞浓度相应增加，但新生酵母细胞浓度反而减少增殖倍数降低；提高酵母接种量由于发酵最高浓度增加，主发酵速度提高，由于新细胞增殖少，所以VDK峰值降低，高级醇生产减少，乙酸乙酯增加。接种量过高，由于新生产细胞减少，导致后发酵不彻底，酵母增殖倍数减少。10.主发酵的作用及控制方法？主发酵前期酵母吸收麦汁中氨基酸和营养物质，利用糖类发酵释放自由能合成酵母细胞。此过程α-氨基氮下降迅速。由于有机酸产生和麦汁缓冲物质减少，麦汁pH下降迅速。酵母达到最高浓度时，糖降最快。当发酵度达到酵母凝聚点时酵母开始凝聚，发酵液中悬浮酵母细胞数量下降，发酵糖降速率也下降。当主发酵后期每日糖降小于0.3oP时发酵缓慢，泡沫消失逐渐形成泡盖。主发酵结束前捞去泡盖即可下酒。控制方法：(1)下酒的可发酵性糖：保留足够又不过剩的发酵糖并能在后发酵中全部发酵，一般保留在后发酵中增加10%发酵度的糖类(2)下酒的文都：若下酒时双乙酰较高，应采用较高温度可缩短后发酵时间(3)下酒的酵母细胞浓度：提高酵母浓度可加速双乙酰还原。所以在后发酵中采用加高泡酒后发酵的技术。11后发酵的目的及控制方法？啤酒发酵过程中后发酵的目的是糖类继续发酵、促进啤酒风味成熟、增加CO2的溶解和促进啤酒的澄清。控制方法：（1）糖类继续发酵：在后发酵中发酵糖类主要是残余麦芽糖和主发酵中未发酵的麦芽三糖。不论什么啤酒酵母只要控制麦汁极限发酵度和下酒嫩啤酒真正发酵度之差，就可以保留足够的糖类在后发酵中发酵（2）增加CO2的溶解：根据麦芽糖酒精方程式可知，每克麦芽糖发酵可形成0.511gCO2，啤酒在后发酵1.0%~1.2%糖类，罐压保持在0.078Mpa啤酒中CO2就可0.5%（3）促进啤酒风味成熟：长期后发酵和贮存会增加啤酒的贮藏香味；排出CO2或CO2洗涤的拖带而减少挥发性含硫物质（4）促进啤酒的澄清：添加五倍子单宁；添加明胶或鱼膘胶；添加蛋白酶。13.啤酒发酵过程需要外加CO2吗？为什么?正常啤酒不需要外界冲入CO2但是一下情况要补充：（1在发酵过程中CO2的含量没有控制好，造成发酵结束时CO2低于标准而且口感也很差的时候（2采用高浓度稀释生产啤酒的时候，由于降度加水导致CO2浓度下降14.啤酒的“度”指的是什么？麦汁浓度15.啤酒的发酵度？啤酒发酵度系指麦汁中浸出物被酵母消耗掉部分与麦汁中浸出物总量之比，用百分数表示。发酵度=[（麦芽汁浸出物含量-发酵后浸出物含量）/麦芽汁浸出物含量]×100%提高啤酒发酵度主要有两条途径：一是采用高发酵度酵母，二是提高麦汁中可发酵糖的含量。（1）选用高发酵度的酵母要想酿造高发度啤酒,必须首选高发酵度酵母。这是提高啤酒发酵度最根本，最有效途径。（2）糖化工艺的控制要想使啤酒达到一定的发酵度，麦汁中必须含有足够的可发酵糖，这是物质上的保证。而糖化温度pH值的调整，直接影响到a一淀粉、8一淀粉酶的活性。从而影响到麦汁组成分。低温糖化有利于B一淀粉酶的作用，高温糖化则有利于it--淀粉酶的活性。若想提高麦汁中可发酵糖的含量、应采取低温糖化工艺（3）发酵温度的控制发酵温度的变化不仅影响到酵母发酵与代谢，同时影响到酵母降糖与双乙酰的还原。就啤酒发酵度而言，发酵温度高，发酵度也高。（4）外加酶法酶制剂的添加应严格加以控制。应根据麦芽酶活力，酶种类及酶活单位、辅辩比、啤酒种类而予以调节。以防过多加大生产成本，影响啤酒口味及稳定性．*16.不淡爽原因？（温度大分子较多糊精）糖化采用的啤酒酵母发酵力弱双乙酰峰值高双乙酰还原慢，发酵温度偏高，高分子蛋白质较多，多酚物质（与蛋白质形成浑浊）较多*17.风味的产生-发酵（双乙酰：把双乙酰含量的高低作为啤酒是否成熟的唯一衡量指标，酯，醇产生多少对风味的影响）啤酒中主要有以下几种风味成分系列：①高级醇：高级醇是各种酒类的主要香味和口味物质之一，它能促进酒类具有丰满的的香味和口味，并增加酒的协调性②挥发脂：是啤酒香味的主要来源之一，也是主要风味物质，啤酒中应含有适量的脂才能使啤酒香味丰满协调③醛：乙醛在啤酒中含量如25mg/L有强烈的刺激性辛辣感也有郁闷性口感；10mg/L有不成熟口感，腐败性气味和类似麦皮不愉快口味；50mg/L有无法下咽的刺激感④总酸：酸类物质是主要呈味物质，啤酒中适量的酸使啤酒口感活泼爽口，而过量的酸又使啤酒口感粗糙不柔和不协调⑤连二酮：啤酒中双乙酰和戊二酮的气味相近，当含量0.5mg/L有不愉快的刺激味，0.2mg/L有似烧焦的麦芽味⑥含硫化合物:它们和香气关系不大但由于它们的特殊气味会影响啤酒的风味。酸（乳酸乙酸琥珀酸）*18.发酵过程中条件（温度时间CO2压力）对发酵影响（1）发酵温度：低温发酵，酵母增殖慢，最高浓度低，发酵中形成高级醇等代谢副产物少，同化氨基酸少，pH降低缓慢，酒花香气和苦味物质损失少，酿成的啤酒细腻柔和浓醇性好，酵母自溶少，酵母使用代数高；发酵温度较高，酵母增殖浓度高，氨基酸同化率高，pH降低迅速，高分子蛋白质多酚和酒花树脂沉淀较多，易酿成淡爽啤酒，并且非生物稳定性高（2）罐压CO2浓度:在有罐压下发酵酵母增殖浓度减少，发酵滞缓代谢副产物也少，带罐压发酵主要是CO2浓度对酵母的影响，发酵初CO2浓度对发酵速率略有影响，但会明显抑制风味物质中乙酸乙酯和异戊醇的生成。*19.气不够（CO2产生少酵母不够酵母活力不够漏气发酵后期酵母排掉压力低CO2溶解度增大）二、简答（5个5分/个2个啤酒）1、味精生产中的脱色原理等电工艺原理脱色工艺进行时的必需品为粉状活性炭，粉状活性炭具有吸附色素，除杂质，除异味的作用。活性炭表面具有无数微小的孔隙，具有很大的表面积，可以将中和液中的铁及色素或其他杂志通过分子运动进行吸附，这一运动主要依靠脱色时的温度，温度过高会使色素由活性炭中解析，其次是搅拌时间的长短，在脱色罐内的料液（中和液或母液）中加入一定量的粉末活性炭，按规定时间进行搅拌脱色，直至达到规定的透光度。等电工艺原理：在等电点操作时，随着加酸降pH，温度的降低，逐渐接近谷氨酸的等电点，溶液中的谷氨酸处于过饱和状态，过量的溶质谷氨酸便会结晶析出。2、酒精原料预处理方法预处理包括除杂、粉碎和预热等工序。除杂：最常用的除杂方法有筛选、风选和磁力除铁三种。下面介绍气流—筛式分离机和磁力除铁机两种筛分：偏心轴牵引振动筛；风选：轻质杂质、除尘；磁吸：铁粉碎：酒精工厂常用的粉碎方法有干、湿两种。搅浆预热：加水比：1：2.5-5温度；60-70℃。原则：较粗物料：快速预热3-5分钟；较细物料：缓慢升温15分钟3、中国白酒的香型及例子1）、浓香型白酒：典型代表有五粮液、剑南春、泸州老窖、全兴大曲等。2、清香型白酒：典型代表有汾酒、二锅头酒等。3、米香型白酒：典型产品为桂林三花酒。4、酱香型白酒：典型产品为贵州茅台酒。5）、兼香型白酒：典型代表有白云边、白沙液等。还有以西凤酒为代表的凤香型白酒，以四特酒为代表的特香型白酒，以景芝白干为代表的芝麻香型白酒，以广东生产的玉冰烧酒为代表的豉香型白酒等。4、糖化剂中淀粉酶作用特点（1）α-淀粉酶：水解多糖中的α-1，4葡萄糖苷键，而且这种多糖必需含有三个以上由α—1，4键联结在一起的葡萄糖苷。内切酶，随机作用，生成糊精和少量糖，使醪液粘度下降，属于液化型。包括：细菌淀粉酶；霉菌淀粉酶；植物α-