Файл: ОТЧЕТ по НАУЧНОЙ РАБОТЕ.docx

В пробирку с пришлифованной пробкой вместимостью 20 см³ наливают 5 см³ антронового реактива, осторожно по стенке приливают 2,5см³ разбавленного испытуемого раствора так, чтобы жидкости не смешивались, а образовывали два слоя.

Параллельно готовят контрольную пробу, добавляя к 5 cm³ реактива 2,5cm³ дистиллированной воды.

Пробирки плотно закрывают пробками, энергично встряхивают в течение 10 с и погружают в бурно кипящую водяную баню. Кипение воды в водяной бане должно возобновиться через 0,5 мин с момента погружения пробирки. Пробирки в кипящей бане выдерживают в течение 6 мин, затем помещают в баню с проточной холодной водой (t = 10÷12°С) и содержимое охлаждают до 20ºС. Раствор после реакции приобретает синевато-зеленую окраску, интенсивность которой измеряют на фотоэлектроколориметре при двух светофильтрах с длинами световых волн 610 и 413 нм в кювете с шириной рабочей грани 5 мм. В результате измерения получают две величины оптической плотности D₁ и D₂.Подставляя значения D₁ и D₂ в расчетные уравнения, получают массовую концентрацию растворимых сбраживаемых углеводов (С_ру, в г/100 см³).

С_ру = 19,53 (D₁- D₂) n /1000 дляКФК-2;

Ср.у = (36,47 D₁ - 29,4Ю₂) п /1000 для А1-ЕЦ2-С;

где 19,53, 36,47, 29,4 – постоянные коэффициенты, полученные экспериментально;

D₁ – оптическая плотность при светофильтре с длиной световой волны 610 нм;

D₂ – оптическая плотность при светофильтре с длиной световой волны 413 нм;

n – коэффициент разведения;

1000 – перевод миллиграммов в граммы.

Определение содержания сахаров по Бертрану [20]

Метод основан на окислении сахаров фелинговой жидкостью, которая представляет собой смесь двух растворов. Сущность метода в следующем. Смешивая оба раствора Фелинга, получают осадок гидрата окиси меди, который вступает во взаимодействие с сегнетовой солью с образованием комплексного соединения меди. При кипячении с редуцирующими сахарами комплексное соединение меди окисляет сахар, а медь при этом восстанавливается и выпадает в осадок в виде оксида меди красного цвета. Осадок отфильтровывают и растворяют в присутствии серной кислоты в растворе железоаммонийных квасцов. Количество образующего сульфата железа определяется титрованием перманганатом калия. Умножая количество миллилитров перманганата калия, пошедшего на титрование , на его титр, определенный по меди, рассчитывают число миллиграммов меди и по таблицам находят соответствующее содержание сахаров.

При содержании сухих веществ в сусле 12- 16 % его разводят водой в 25 раз. Для этого пипеткой отмеривают 10 см³ сусла в мерную колбу на 250 см³, объем доводят до метки дистиллированной водой и раствор тщательно перемешивают. В коническую колбу пипеткой отмеривают 20 см³ полученного раствора и мерными цилиндрами по 20 см³ растворов Фелинга 1 и 2. Смесь перемешивают, за 3-4 минуты нагревают до кипения и кипятят точно 3 минуты на открытом пламени газовой горелки. За момент закипания принимают появление пузырьков на всей поверхности жидкости. С начала кипения пламя под колбой уменьшают, добиваясь равномерного спокойного кипения. Через 3 минуты колбу снимают с огня, дают отстояться осадку (1 -2 минуты) и приступают к фильтрации.

При фильтрации возможны механические потери осадка и потери за счет его окисления кислородом воздуха, поэтому жидкость нужно сливать на фильтр осторожно, стараясь не переносить осадок на фильтр, так как на фильтре он труднее растворяется. Чтобы избежать окисления меди, осадок в колбе и на фильтре всегда держат под слоем жидкости.

Полностью слив синюю жидкость из колбы на фильтр, в колбу тотчас наливают 30-60 см³ горячей дистиллированной воды, осадку дают немного отстояться, затем промывную воду также декантацией переводят на фильтр. К этому моменту на фильтре не должно быть синей жидкости. Промывку осадка горячей водой повторяют 2-3 раза, а затем осадок в колбе растворяют 15-20 см³ раствора сульфата железа (III) или железоаммонийных квасцов, тщательно обмывают им стенки колбы, чтобы растворить прилипшие к ним крупицы осадка. Раствор в колбе приобретает ярко-зеленый цвет.

После отфильтровывания последней порции промывной воды приемную колбу под фильтром меняют на чистую и раствор сульфата железа из конической колбы осторожно, по палочке, переносят на фильтр.

Чтобы ускорить растворение осадка на фильтре, верхний слой фильтрующей массы слегка размешивают палочкой. Затем коническую колбу и фильтр 5-6 раз промывают холодной дистиллированной водой, для чего каждый раз в колбу наливают по 20-25 см³ воды, ополаскивают стенки колбы и ополоски выливают на фильтр. Закончив промывание, фильтрат сразу же титруют раствором перманганата калия до изменения зеленоватой окраски на розовую. Переход цвета совершается четко при добавлении одной избыточной капли раствора перманганата калия. Расхождение между двумя параллельными титрованиями при расходе 6-7 см³ перманганата калия не должно превышать 0,05 см³ (если идет 10-12 см³, то допускается расхождение на 0,1 см³).

Параллельно с основным анализом проводят определение поправки на реактивы. Определение ведут так же, как и основной анализ, но вместо сахарного раствора берут 20 см³ дистиллированной воды. Поправку выражают в см³ раствора перманганата калия и вычитают ее из количества перманганата калия, пошедшего на титрование основного опыта. Разность между этими числами умножают на титр перманганата калия и получают количество меди (в мг), восстановленной сахаром.

По принятым разведении содержание глюкозы Х в неразведенном сусле (в г на 100 см³) рассчитывают по уравнению:

Х= а *250 * 100 /(20 * 10* 1000),

где а – количество глюкозы в 20 см³ раствора сусла, мг;

250 — общий объем раствора сусла, см³;

100 – пересчет на 100 см³ исходного сусла;

20 — объем раствора сусла, взятого на анализ, см³

10 — объем исходного сусла, взятого на анализ, см³

1000-перевод миллиграммов в граммы.

Определение кислотности бражки (ГОСТ 12788-87) [21]

Кислотность бражки определяют титрованием и выражают в градусах. Один градус кислотности соответствует 10 см³ 0,1 моль/дм³ раствора гидроксида натрия, расходуемого на нейтрализацию кислот, содержащихся 20 см³ фильтрата сусла.

Проведение анализа. 20 см³ фильтрата бражки отбирают пипеткой, помещают в фарфоровую чашку и, помешивая стеклянной палочкой, титруют 0,1 моль/дм³ раствором NaOH. Периодически, после приливания раствора щелочи (2-4 капли), исследуемую жидко перемешивают и проверяют реакцию среды. Для этого каплю жидкости смешивают на белой фарфоровой пластинке с каплей 0,1 %-ного раствора метилового красного.

Титрование ведут до получения желтой окраски капли, указывающей на нейтральную реакцию. Оранжевая и розовая окраски указывают на кислую реакцию.

Для контроля одну каплю раствора индикатора смешивают с каплей дистиллированной воды. Если нейтрализация исследуемой жидкости достигнута, то цвет капель (исследуемой и контрольной) будет одинаков.

Кислотность бражки рассчитывают по разности уровней раствора гидроксида натрия в бюретке до и после титрования, которое делят на 10.

При нормальном процессе брожения нарастание кислотности в бражке не должно превышать 0,2º.

Определение общего числа дрожжевых клеток [22]

Для подсчета микроорганизмов используют камеру Горяева. Подсчет ведут после предварительного разбавления водой (1 мл суспензии и 9 мл Н₂О).

Заполенение камеры осуществляют в оределенном порядке: небольшую каплю суспензии наносят на поверхность счетной камеры и покрывают шлифованным покровным стеклом. Подсчет числа клеток проводят с объективом 40х.

Число клеток дрожжей подсчитывают в 5 больших квадратах сетки по диагонали.

Число клеток в 1 мл исходной суспензии:

М=(n₁+ n₂+ n₃+ n₄+ n₅)/5*25*10⁴

Определение количества мертвых дрожжевых клеток [22]

При нормальных условиях технологического процесса зрелые дрожжи могут содержать 0,5 - 1% мертвых клеток. При наличии большого их количества необходимо немедленно проверить температуру и кислотность дрожжей.

Для определения количества мертвых дрожжевых клеток на предметное стекло наносят по одной капле дрожжей и раствора метиленовой сини (1:5000), закрывают покровным стеклом, излишек жидкости отбирают листочком фильтровальной бумаги и через 2 мин микроскопируют. Если применять раствор метиленовой сини 1:10 000, соотношение дрожжей и раствора с краской должно быть 1:2.

В поле зрения микроскопа считают все дрожжевые клетки, затем только синие, после чего препарат передвигают и подсчет ведет в новом поле зрения, таким образом подсчитывают общее количество дрожжевых клеток в пяти полях зрения. После подсчета вычисляют количество мертвых клеток в процентах.

3.2 Изучение возможности применения микроводоросли спирулины в спиртовом производстве

Сусло, используемое для получения спирта, готовили следующим образом. Дробленое зерно ржи смешивали с водой в соотношении 1:3,5. Полученные замесы выдерживали при 40 ºC - 20 мин, при 54 ºC - 20 мин и при 70 ºC – 30 мин. При 70ºC задавали фермент амилолитического действия в стандартной дозировке – Термамил СЦ – для более полного разжижения крахмала и выдерживали в течение 30 мин. Через 30 минут затор подвергали водно-тепловой обработке. Разваривание проводили в течение 100 мин при 90ºC.

Затем разваренную массу охлаждали до 56 ºC, вносили осахаривающий фермент Глюкаваморин Г20Х и выдерживали в течение 30 мин до полного осахаривания. По окончанию осахаривания образцы охлаждали до температуры складки и определяли в них качественные показатели: концентрацию сухих веществ, содержание общих и растворимых углеводов, содержание редуцирующих сахаров, содержание аминного азота и кислотность.

Таблица 3.2.1 – Биохимические показатели ржаного сусла

Приготовленное таким образом сусло удовлетворяло всем требованиям для проведения следующего этапа технологического процесса – брожения.

На следующем этапе работы представляло интерес исследовать интенсивность протекания биохимических процессов при сбраживании спиртового сусла различными расами спиртовых дрожжей при введении микроводоросли спирулины . В приготовленный образец сусла перед брожением вносили разводку чистых культур дрожжей рас Км - 94, Цд, контролем служила раса 12 и микроводоросль спирулину в количестве 10 мг/1дм³ сбраживаемой среды. Полученные образцы сусла подвергали сбраживанию в течение 72 часов. По истечению брожения определяли биохимические показатели бражек: концентрацию видимых сухих веществ (%), крепость (% об.), концентрацию действительных сухих веществ (%), содержание аминного азота (мг/100см³), содержание растворимых сухих веществ (г/100 см³), содержание редуцирующих сахаров (г/100 см³), общее количество дрожжевых клеток (млн/мл), количество почкующихся клеток (%), количество мертвых клеток (%), титруемую кислотность