Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i

Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i

Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
1.
Gorzelnictwo
Przemysł fermentacyjny dostarcza na rynek duże ilości wyrobów takich jak: wino, piwo i spirytus (z którego otrzymuje się wódki).
Przy wyrobie tych napojów wykorzystuje się funkcje życiowe komórek drożdży, przekształcających cukry w etanol. Surowce, z
których otrzymuje się alkohol muszą zatem zawierad odpowiednie cukrowce. Roztwory sacharozy mogą byd bezpośrednio
poddane fermentacji z udziałem drożdży, natomiast wielocukry (np. skrobia) nie ulegają fermentacji i muszą byd uprzednio
poddane hydrolizie do tzw. cukrów fermentujących, głównie cukrów prostych i dwucukrów – metabolizowanych przez drożdże.
Gorzelnictwo jest to gałąź przemysłu fermentacyjnego obejmująca produkcję spirytusu surowego na drodze fermentacji
alkoholowej cukrów, a następnie wydzielenie tego spirytusu z odfermentowanego zacieru.
Do produkcji spirytusu wykorzystuje się wiele surowców roślinnych zawierających różne węglowodany. Można je podzielid na
dwie grupy:
- surowce zawierające wielocukry: ziemniaki, zboża, odpady krochmalnictwa, mąki, kasze, otręby
- surowce zawierające cukry bezpośrednio fermentujące, głównie sacharozę, glukozę, fruktozę: melasa, buraki cukrowe,
trzcina cukrowa, marchew, owoce świeże i suszone, odpady przemysłu owocowego.
W gorzelnictwie ziemniaczanym i zbożowym produkcja spirytusu obejmuje następujące etapy: parowanie surowca, zacieranie,
fermentację zacieru i odpęd spirytusu.
- Parowanie ma na celu rozluźnienie substancji międzykomórkowych, rozerwanie błon komórkowych, uwolnienie skrobi,
skleikowanie jej i w maksymalnym stopniu przeprowadzenie jej w stan rozpuszczony. Odbywa się to w aparatach zwanych
parnikami pod ciśnieniem około 390 kPa (4 atm).
- Zacieranie - do uparowanych surowców dodaje się słód jęczmienny w postaci rozdrobnionej lub tzw. mleczka słodowego i
poddaje zacieraniu obejmującemu szereg procesów enzymatycznych. Do najważniejszych należą procesy hydrolizy skrobi,
0
potocznie określane jako scukrzanie skrobi. W temperaturach zbliżonych do 60 C amylaza oraz inne enzymy słodu mają
0
wystarczającą aktywnośd (optimum dla słodu jęczmiennego mieści się w przedziale 52–55 C), oraz zostaje ograniczony
rozwój niepożądanych drobnoustrojów.
- Fermentacja zacieru - do scukrzonego zacieru (zacieru słodkiego) dodaje się zawiesinę drożdży po wcześniejszym
wychłodzeniu do temperatury fermentacji. W gorzelnictwie stosuje się specjalne rasy drożdży należące do gatunku
Saccharomyces cerevisiae. Są to drożdże górnej fermentacji, silnie rozmnażające się, szybko fermentujące (glukozę, fruktozę,
sacharozę, maltozę, niektóre rasy: mannozę, galaktozę, laktozę i rafinozę), dające stężenie alkoholu etylowego do 10 –11%.
Zacier słodki po zadaniu drożdżami poddaje się fermentacji. W skrócie proces fermentacji obejmuje glikolizę prowadzącą do
powstania z cukrów kwasu pirogronowego CH3COCOOH, następnie jego nieoksydacyjną dekarboksylacje do aldehydu
octowego oraz redukcję tego ostatniego do etanolu pod wpływem współdziałającej z NAD dehydrogenazy alkoholowej.
W czasie fermentacji wyróżniamy 3 okresy: zafermentowanie,
fermentację główną (burzliwą) i dofermentowanie.
W fazie zafermentowania następuje intensywne rozmnażanie
drożdży, które ulega osłabieniu w miarę zmniejszania się zawartości
tlenu i wzrostu stężenia alkoholu etylowego.
Okres fermentacji głównej charakteryzuje zahamowanie rozmnażania
drożdży i intensywna fermentacja (zmniejszenie gęstości zacieru o
0
1 Blg na godzinę). Po zakooczeniu fermentacji głównej poziom zacieru
opada i rozpoczyna się najdłuższy okres — dofermentowanie (gęstośd
0
zacieru spada do 3,5–5 Blg). Ma on duże znaczenie dla wydajności
alkoholu, ponieważ dopiero teraz następuje ostateczna hydroliza
dekstryn pod wpływem enzymów i odfermentowanie powstałych
cukrów redukujących.
0
Proces fermentacji trwa zwykle 2 (temp. 25–28 C) lub 3 (temp. 20–
0
25 C) doby, w tym zafermentowanie 10–15 godzin, fermentacja
główna 12–18 godzin, dofermentowanie ok. 30 godzin.
Powyżej zawartości 5% alkoholu w fermentującym zacierze następuje
zahamowanie rozmnażania drożdży. Fermentacja ustaje przy stężeniu
alkoholu ok. 10%.
Wydajnośd teoretyczna etanolu
3
100 kg skrobi
56,82 kg = 71,54 dm
3
100 kg maltozy, sacharozy 53,83 kg = 67,77 dm
3
100 kg glukozy
51,14 kg = 64,39 dm
3
100 kg owoców
3,5 kg = 6,0 dm
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska
Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
Wydajnośd praktyczna
Z zacierów skrobiowych
3
około 66,67 dm — bardzo dobra
Drożdże dzikie w gorzelnictwie są bardzo szkodliwe ze względu na ograniczenie wydajności spirytusu do kilku procent (zużywają
resztę cukrów na przyrost własnej biomasy). Znajdują one zastosowanie jako drożdże paszowe (po wysuszeniu) — wykorzystują
ubogie podłoża.
Typowe drożdże dzikie w gorzelnictwie: Mycoderma, Willa, Pichia, Torula, Monilia.
Niekorzystnym zjawiskiem podczas fermentacji jest pienienie — na które wpływają: rasa drożdży, zła jakośd ziemniaków
(przemarznięte, zgniłe), buraki, gęsty melas lub mieszanina melasu z ziemniakami (do zacieru w gorzelni rolniczej można
stosowad do 10% melasu)
Do gaszenia piany stosuje się oleje roślinne, oleje porafinacyjne, kwasy tłuszczowe, słód owsiany (4% tłuszczu). Nie wolno
natomiast stosowad olejów mineralnych (nafty, oliwy itp.).
Produkty fermentacji alkoholowej:
- główne:
alkohol etylowy,
dwutlenek węgla,
- uboczne:
estry,
przedgon
aldehydy (aldehyd octowy),
metanol,
pogon
wyższe alkohole (fuzle — alkohol amylowy, propylowy, izobutylowy) ok. 0,4% w surówce,
kwasy organiczne (mlekowy, octowy, bursztynowy, malonowy, masłowy)
glicerol (gliceryna),
Znaczenie gospodarcze gorzelnictwa — generalnie pomaga rolnictwu w racjonalnej gospodarce plonami, w zagospodarowaniu
odpadów przemysłu spożywczego, jak również odpowiada za zwrot glebie mineralnych składników zawartych w surowcu.
Etanol ma szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym, farb i lakierów, kosmetycznym,
materiałów wybuchowych itp.
Spirytus jest to wodny roztwór alkoholu etylowego. Przemysłowa produkcja spirytusu obejmuje dwa etapy: najpierw w
gorzelniach uzyskuje się spirytus surowy (tzw. surówkę), a w zależności od surowca może to byd spirytus melasowy,
ziemniaczany, zbożowy, owocowy, winny. Następnie spirytus podlega oczyszczeniu, czyli tzw. rektyfikacji (oparta jest na zasadzie
0
wielokrotnej destylacji), przy czym uzyskuje się spirytus rektyfikowany (rektyfikat). Spirytusy surowe mają moc 65–92 i
zawierają większą lub mniejszą ilośd ubocznych produktów fermentacji, a w szczególności fuzli, nadających surówce
nieprzyjemny smak i zapach. Spirytus rektyfikowany ma różną moc w, zależności od stopnia oczyszczenia, a więc rektyfikat
0
0
zwykły – co najmniej 96 , a rektyfikat wyborowy lub luksusowy – co najmniej 96,5 .
Spirytusy surowe zawierają w swoim składzie pewne ilości zanieczyszczeo. Rodzaj tych zanieczyszczeo zależy w głównej mierze
od surowca użytego do fermentacji i sposobu jej przeprowadzenia, natomiast ich ilośd przede wszystkim od rodzaju aparatu
odpędowego. Ogólna ilośd zanieczyszczeo w spirytusach surowych wynosi średnio około 0,5% w stosunku do ilości etanolu.
Stwierdzono m.in. obecnośd następujących związków:
- aldehydy (octowy, propionowy)
- alkohole (metylowy — spożycie 60–100g metanolu może spowodowad śmierd!)
- kwasy (octowy, propionowy)
- estry (mrówczan etylu i mrówczan metylu)
- ketony (aceton, diacetyl).
Niektóre zanieczyszczenia występują w ilościach śladowych, mimo to ich obecnośd może wpływad na własności smakowo —
zapachowe.
Spirytus rektyfikowany powinien byd bezbarwny (jedynie spirytus zwykły może wykazywad lekki odcieo żółtej barwy), klarowny,
bez osadów, zawiesin i zanieczyszczeo obcymi ciałami, o zapachu i smaku czystego alkoholu etylowego.
2.
Winiarstwo
Wino jest to napój otrzymywany przez fermentację alkoholową winogron albo moszczu gronowego (wino gronowe) lub
owoców, względnie moszczu owocowego (wino owocowe). Takie określenie stosowane jest w Polsce, natomiast w Unii
Europejskiej kraje winiarskie zezwalają na stosowanie nazwy wino tylko w celu określenia wina gronowego wyprodukowane z
owoców rosnących w ściśle określonych rejonach.
Wszelkie napoje otrzymane z innych owoców niż winogrona nie mogą nazywad się winem, lecz powinny byd określane w inny
sposób (np. wino jabłkowe jest nazywane cydrem).
- Wino gronowe - napój otrzymywany przez fermentację alkoholową świeżych winogron lub moszczu gronowego. Jest to
definicja ogólna, która w różnych krajach ulega pewnym zmianom, zezwalającym np. również na produkcję win z suszonych
winogron.
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska
Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
Polskie Wino - napój o stężeniu alkoholu od 9 % do 18 % obj., otrzymany w wyniku fermentacji alkoholowej z winogron lub
moszczu gronowego. Nazwa zastrzeżona dla „win gronowych” wyprodukowanych w Polsce.
- Wina owocowe - wyprodukowane z innych owoców niż winogrona, np.: z jabłek, porzeczek, agrestu, wiśni. Mogą
wykazywad moc od 9–18% obj. Zasadnicza różnica pomiędzy winami gronowymi a owocowymi polega na rodzaju surowca,
natomiast sposób uzyskania wina jest podobny, chociaż przy winach owocowych bardziej skomplikowany. Moszcz gronowy
z dojrzałych winogron zawiera dostateczną ilośd cukru do otrzymania wina o odpowiedniej mocy, zapewniającą mniejszą lub
większą trwałośd wina. Moszcz z innych owoców zawiera przeważnie zbyt mało cukru, a zbyt wiele kwasów i dlatego musi
byd we właściwy sposób doprawiony, tzn. dosłodzony i ewentualnie rozcieoczony wodą.
- Miody pitne - są to napoje o stężeniu alkoholu od 9 % do 18 % obj., otrzymane w wyniku fermentacji alkoholowej wodnego
roztworu miodu pszczelego (brzeczki miodowej), z ewentualnym dodatkiem ziół aromatycznych lub przypraw korzennych,
- Napoje winopochodne — są to napoje zawierające objętościowo od 4,5% do 15,0% alkoholu i zawierają minimum 50% obj.
win gronowych, owocowych lub miodu pitnego.
- Napoje winopodobne — są to napoje o stężeniu alkoholu od 9% do 15% obj., różniące się od win owocowych i miodów
pitnych mniejszym udziałem soków lub miodu w nastawie, otrzymane w wyniku fermentacji alkoholowej nastawu na
fermentowane napoje winiarskie inne niż Polskie Wino.
W zależności od zawartości cukru (cukry redukujące po inwersji g/l wina dzielimy na):
Wina gronowe
Wina owocowe
-
Wytrawne
do 10
do 15
Półwytrawne
powyżej 10 – 30
powyżej 15 – 30
Półsłodkie
powyżej 30 – 60
powyżej 30 – 60
Deserowe słodkie
powyżej 60
powyżej 60 – 100
Bardzo słodkie
powyżej 100
Sposób produkcji wina jest nieco odmienny dla win białych, czerwonych i różowych. Przy produkcji win białych poddaje się
fermentacji oddzielony od miazgi moszcz z winogron białych, natomiast przy produkcji win czerwonych fermentuje się nie
moszcz, lecz miazgę winogron czarnych, przy czym w czasie fermentacji barwniki i garbniki zawarte w skórce winogron czarnych
przechodzą do moszczu, co daje wina zabarwione na czerwono o odpowiedniej cierpkości. Wina różowe produkuje się w sposób
pośredni, tzn. fermentuje się miazgę winogron czarnych tylko przez bardzo krótki czas, po czym oddziela się lekko zabarwiony
moszcz i poddaje dalszej fermentacji już bez miazgi. Wino może zawierad dodatek barwników spożywczych, karmelu lub cukru
palonego.
Wymagania normatywne dla win:
- ekstrakt bezcukrowy:
białe i różowe – nie mniej niż 15 g/l
czerwone – 17-19 g/l
- kwasowośd ogólna wina (wyrażona jako kwas jabłkowy):
wina gronowe – 3,5-9,0 g/l
wina owocowe wytrawne i półwytrawne – 4-6 g/l
półsłodkie i deserowe – 4-7 g/l
deserowe słodkie i bardzo słodkie – 5-9 g/l
Wady wina - są to braki obniżające jego wygląd lub smak, które dają się łatwo usunąd. Zwykle spowodowane są złą jakością
surowca lub nieodpowiednim sposobem składowania moszczu.
- brak klarowności (w winach trudno klarujących się: śliwkowe, gruszkowe, agrestowe),
- opalescencja - lekka biało–mleczna, spowodowana jest dużą zawartością substancji pektynowych lub białek i garbników
(usuwa się taniną, żelatyną),
- czernienie wina - spowodowane nadmiarem żelaza i garbników przy niskiej zawartości kwasów,
- brunatnienie - na skutek kontaktu z powietrzem,
- zbyt niska moc - poniżej 8%,
- nieodpowiednia kwasowośd – zbyt wysoka, powyżej 12 g/l, zbyt niska, poniżej 9 g/l,
- nadmierna goryczka (nadgniłe owoce) – w celu korekcji należy wino dobrze wysiarkowad i skupażowad.
Choroby wina są to zmiany wywołane działaniem i rozwojem szkodliwych drobnoustrojów, które powodują znaczne pogorszenie
się wyglądu i trwałości oraz obniżenie właściwości zapachowo-smakowych.
- tworzenie się kożucha - najczęściej spotykane, spowodowane zakażeniem przez drożdże - Mycoderma vini, Candida,
Hansenula, Torulopsis, Pichia,
- zaoctowanie - tzw. „sztych octowy" - wywołane przez drobnoustroje tlenowe z rodzaju Acetobacter,
- fermentacja mlekowa - tzw. „sztych mlekowy", objawia się zapachem kiszonej kapusty lub zsiadłego mleka oraz utratą
klarowności – Lactobacillus, Pediococus i Leuconostoc,
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska
Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
-
3.
posmak mysi „myszka", a przy silnym rozwoju choroby zapach mysich ekstrementów wraz z utratą klarowności – zakażenie
bakteriami z rodzaju Lactobacillus lub drożdżami z rodzaju Brettanomyces,
śluzowacenie wina - zakażenie bakteryjne z rodzaju Streptococus, Pediococus i Leuconostoc, pleśnie Aureobasidium
pullulans, a także drożdże z rodzaju Pichia i Torulopsis,
fermentacja mannitowa – zmętnienie, zapach psujących się owoców, octowanie, śluzowacenie – tworzy się mannitol, kwas
octowy i mlekowy. Chorobę powodują bakterie z rodzajów: Lactobacillus brevis.
Destylacja prosta
Destylacja jest bardzo użyteczną metodą rozdziału wieloskładnikowych mieszanin ciekłych, a tym samym oczyszczania substancji
lotnych. Polega ona na odparowaniu najbardziej lotnego w danych warunkach ciśnienia i temperatury składnika, a następnie na
skropleniu par i zebraniu skroplonej cieczy (destylatu). Podczas ogrzewania cieczy prężnośd pary wzrasta aż do momentu, gdy
staje się równa ciśnieniu atmosferycznemu i rozpoczyna się wrzenie czyli parowanie w całej objętości cieczy. Temperatura
wrzenia cieczy jest to więc temperatura, w której prężnośd par cieczy jest równa ciśnieniu atmosferycznemu. Rozróżnia się cztery
typy destylacji: destylację prostą, destylację frakcyjną, destylację z parą wodną i destylację pod zmniejszonym ciśnieniem.
W destylacji prostej pary cieczy poddaje się skropleniu przez bezpośrednie oziębianie, co pozwala z reguły tylko na zagęszczenie
składników mieszaniny w poszczególnych coraz wyżej wrzących frakcjach.
Poniższy rysunek przedstawia typowy zestaw do destylacji prostej.
Kolbę destylacyjną zawierającą ciecz (i kamyczek wrzenny) umieszcza się w płaszczu grzejnym lub na łaźni wodnej. Montuje się
nasadkę destylacyjną, chłodnicę (w zależności od temperatury wrzenia cieczy wodną lub powietrzną) oraz przedłużacz. Niekiedy
te części aparatury stanowią całośd, noszącą wówczas nazwę
chłodnicy destylacyjnej. Zintegrowany w ten sposób zestaw znacznie
ułatwia montaż aparatury. Chłodnicę wodną podłącza się do wody w
taki sposób, aby woda wpływała niższym, a wypływała wyżej
położonym tubusem. U wylotu umieszcza się odbieralnik. Może to byd
kolba stożkowa, kolba okrągłodenna lub butelka ze szlifem. W
zasadzie nie powinno się używad zlewki. Termometr umieszcza się w
ten sposób, aby zbiorniczek rtęci znajdował się naprzeciw wlotu par
do chłodnicy. Szlify w zestawionej aparaturze należy posmarowad
cienką warstwą smaru pamiętając, że nadmiar smaru zanieczyszcza
destylowaną ciecz. Istotną sprawą jest dobór odpowiedniego
rozmiaru kolby destylacyjnej. Przy rozpoczęciu destylacji kolba nie
powinna byd napełniona więcej niż do 2/3 objętości. Dodanie kamyczka wrzennego ma na celu zapewnienie równomiernego
wrzenia, ułatwia bowiem powstawanie pęcherzyków pary. Bez kamyczków wrzennych następuje przegrzewanie cieczy i jej
„rzucanie”. Jeśli zapomniano o kamyczku wrzennym, a ciecz jest już gorąca i prawdopodobnie przegrzana, to przed dodaniem
kamyczka wrzennego należy ciecz ochłodzid. W przeciwnym razie może nastąpid gwałtowne wrzenie i wyrzucenie cieczy z
naczynia.
Uwaga: Kamyczki wrzenne są jednorazowego użytku i po każdym przerwaniu wrzenia należy dodad świeży kawałek niepolewanej
porcelany.
Po rozpoczęciu wrzenia można zauważyd pierścieo skraplającej się pary, podnoszący się w kolbie i nasadce. Termometr zaczyna
wskazywad wzrost temperatury aż do chwili, gdy zacznie się destylacja. Ogrzewanie należy wyregulowad tak, aby szybkośd
destylacji wynosiła 1 - 2 krople na sekundę. Przy silnym grzaniu duża ilośd destylatu przechodzi jako niżej wrzący przedgon. Jeśli
destylacja jest zbyt wolna można, to z powodu strat ciepła można nie zaobserwowad prawdziwej temperatury wrzenia. Uwaga:
Nigdy nie należy destylowad substancji "do sucha"!
4.
Wykonanie dwiczenia
4.1. Nastaw fermentacji
3
4.2. Przygotowad kolbę o pojemności 250/300 cm zawierającą:
- 170ml podłoża hodowlanego o składzie: sok owocowy (klarowny) o 20% zawartości sacharozy (oznaczyd poziom sacharozy
aerometrem Ballinga i w razie potrzeby sok dosłodzid odpowiednią ilością cukru),
- 0,85g (NH4)2SO4 i 0,12g (NH4)2HPO4 na każde 100ml podłoża,
- 0,5 g pożywki dla procesu fermentacji,
W tak przygotowanym podłożu doprowadzid pH do wartości ok. 5,0 za pomocą 5N NaOH lub 10N H2SO4.
(kwas lub zasadę dodawad bardzo powoli – kroplami cały czas kontrolując pH).
4.3. Oznaczyd ekstrakt w hodowli.
Niewielką ilośd pożywki (ok. 30-40ml) wlad do cylindra szklanego i powoli włożyd cukromierz (aerometr Ballinga). Po chwili
0
odczytad i zapisad wartośd ze skali (1 Blg ~ 1% sacharozy). Po pomiarze pożywkę wlad do kolby.
4.4. Kolbę zaszczepid drożdżami Saccharomyces cerevisiae lub Saccharomyces bayanus (1g suszonych drożdży).
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska
Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
4.5. Kolbę zważyd, oznaczyd poziom cieczy, zamknąd szczelnie korkiem zaopatrzonym w rurkę fermentacyjną wypełnioną wodą
0
wapienną i inkubowad w temperaturze 25-30 C przez 1-2 tygodnie.
Po 1-2 tygodniach:
4.6. Opisad wygląd makroskopowy beztlenowych hodowli drożdży. Oznaczyd masę kolby i poziom cieczy (porównad z masą
wyjściową).
4.7. Oznaczanie mocy - pomiar metodą piknometryczną.
Do kolby destylacyjnej odmierzyd cylindrem miarowym 150ml przefermentowanej pożywki. Zmontowad zestaw do
destylacji prostej i po uruchomieniu przepływu wody przez chłodnicę, ostrożnie prowadzid destylację zbierając destylat do
zlewki. Destylację zakooczyd z chwilą uzyskania ok. 20-30ml destylatu - pozostałośd w kolbie destylacyjnej zachowad do
oznaczenia ekstraktu rzeczywistego !!!
3
Destylat przelad do cylindra miarowego o pojemności 50 cm - zanotowad dokładną ilośd destylatu.
Czysty i suchy piknometr zważyd na wadze analitycznej, następnie napełnid go uzyskanym destylatem i ponownie zważyd. Po
zważeniu destylat zlad ponownie do zlewki. Następnie wlad do piknometru dokładnie taką samą ilośd wody destylowanej
(jak destylatu) i ponownie zważyd.
Gęstośd destylatu (d) obliczyd ze wzoru:
Gdzie:
P0 – masa piknometru pustego [g]
0
P1 – masa piknometru z destylatem o temperaturze 20 C [g]
0
P2 – masa piknometru z wodą o temperaturze 20 C [g]
m – poprawka na ważenie w powietrzu, która wynosi 0,0012
Na podstawie gęstości destylatu odczytad zawartośd alkoholu etylowego z tablic (załącznik)
4.8. Oznaczenie ekstraktu rzeczywistego - pomiar metodą areometryczną
3
3
Pozostałośd po destylacji przenieśd do cylindra miarowego o pojemności 250 cm i dopełnid wodą destylowaną do 150 cm i
oznaczyd zawartośd ekstraktu rzeczywistego za pomocą areometru Ballinga. Ok. 30-40ml roztworu przelad do cylindra
szklanego i powoli włożyd areometr. Po chwili odczytad zawartośd ekstraktu.
4.9. Opracowanie wyników
Wykonad następujące obliczenia:
- W oparciu o zawartośd ekstraktu przed i po destylacji obliczyd na podstawie poniższego równania reakcji stężenie
etanolu wytworzonego przez drożdże
C12H22O11 + H2O → 4C2H5OH + CO2
- w oparciu o moc uzyskanego destylatu obliczyd stężenie etanolu wytworzonego przez drożdże.
- w oparciu o różnice masy kolb (ilośd wytworzonego CO2 obliczyd stężenie etanolu wytworzonego przez drożdże
Uzyskane wyniki wraz z opisanymi wnioskami zamieścid w sprawozdaniu
5.
-
Zagadnienia teoretyczne:
destylacja prosta, temperatura wrzenia
gorzelnictwo, surowce dla przemysłu fermentacyjnego
etapy produkcji spirytusu i jego charakterystyka
drożdże dzikie
wino i jego rodzaje
wymaganie normatywne dla win
wady i choroby wina
6.
-
Literatura
Kowal K., Libudzisz Z.; Mikrobiologia techniczna; Wyd. Politechniki Łódzkiej; 2000
Kunicki-Goldfinger W.; Życie bakterii; Wyd. PWN; Warszawa; 1998
Schlegel H.; Mikrobiologia ogólna; Wyd. PWN; Warszawa; 2000
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska
Biotechnologia ogólna dla kierunku biologia, ochrona środowiska i biotechnologia kosmetologiczna II0
ĆWICZENIE 10 BIOSYNTEZA ETANOLU
0
Zależnośd pomiędzy gęstością wodnych roztworów etanolu w 20 C, a udziałem objętościowym etanolu
d , kg/m
789,3
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
3
Udział obj., %
d , kg/m
100,00
99,86
99,66
99,46
99,26
99,06
98,85
98,63
98,42
98,21
98,00
97,76
97,53
97,30
97,08
96,84
96,59
96,35
96,11
95,86
95,61
95,36
95,11
94,85
94,58
94,32
94,06
93,79
93,52
93,24
92,97
92,69
92,41
92,12
91,84
91,54
91,25
90,96
90,66
90,36
90,07
89,76
89,45
89,15
88,84
88,52
88,21
87,89
87,57
87,25
86,93
86,60
86,27
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
3
Udział obj., %
d , kg/m
85,95
85,62
85,29
84,96
84,62
84,28
83,94
83,60
83,26
82,91
82,57
82,22
81,87
81,52
81,16
80,81
80,45
80,10
79,74
79,38
79,02
78,65
78,29
77,92
77,53
77,18
76,81
76,43
76,06
75,68
75,30
74,92
74,54
74,15
73,77
73,30
73,00
72,60
72,21
71,82
71,42
71,03
70,63
70,23
69,83
69,42
69,02
68,60
68,19
67,78
67,37
66,95
66,53
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
3
Udział obj., %
d , kg/m
66,12
65,69
65,27
64,85
64,42
63,99
63,56
63,13
62,70
62,26
61,82
61,38
60,94
60,50
60,05
59,60
59,16
58,70
58,25
57,80
57,33
56,87
56,40
55,93
55,46
54,99
54,50
54,02
53,54
53,05
52,56
52,08
51,57
51,07
50,57
50,07
49,56
49,04
48,52
48,00
47,47
46,93
46,39
45,85
45,28
44,74
44,17
43,60
43,03
42,44
41,84
41,24
40,62
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
998,2
3
Udział obj., %
40,01
39,38
38,75
38,11
37,45
36,78
36,11
35,41
34,71
34,00
33,26
32,52
31,75
30,98
30,18
29,35
28,52
27,67
26,83
25,96
25,09
24,19
23,29
22,38
21,46
20,53
19,59
18,64
17,69
16,76
15,85
14,95
14,05
13,17
12,31
11,45
10,61
9,77
8,94
8,13
7,33
6,55
5,70
5,02
4,29
3,58
2,87
2,17
1,49
0,81
0,13
0,00
Prowadzący: dr Sławomir Wierzba; dr Teresa Farbiszewska