Monitorowanie przebiegu procesu fermentacji alkoholowej – oznaczanie zawartości alkoholu w produkcie

CEL

Wyznaczenie krzywej wzorcowej i oznaczenie zawartości alkoholu w produkcie fermentacji. Wyrażenie wyników w procentach objętościowych (%obj).

WPROWADZENIE

W wyniku fermentacji alkoholowej, cukry ulegają przekształceniu w etanol. W procesie fermentacji wykorzystuje się najczęściej szczepy Saccharomyces cerevisiae i Saccharomyces ellipsioideus.

S.cerevisiae i inne szczepy drożdży winnych posiadają zdolność metabolizowania glukozy, zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych. Teoretycznie, w warunkach beztlenowych z 1 mola glukozy można otrzymać 2 mole etanolu i 2 mole CO₂. W praktyce, wydajność procesu jest nieco niższa, ze względu na jednoczesne powstawanie pewnej ilości gliceryny i innych związków.

APARATURA I ODCZYNNIKI

• spektrometr Spectra^TM
• mikropipety
• łaźnia wodna
• wzorcowy roztwór K₂Cr₂O₇ (0,25 mol dm^-3)
• wzorcowy roztwór H₂SO₄ (2,25 mol dm^-3)
• etanol (96 % obj.)
  

PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW WZORCOWYCH

• K₂Cr₂O₇ (0,25 mol dm^-3): Odważ 3,675 g K₂Cr₂O₇ i rozpuść w wodzie dejonizowanej. Przenieś roztwór do kolby miarowej o pojemności 50 ml i dopełnij wodą dejonizowaną do kreski.
• H₂SO₄ (2,25 mol dm^-3): Odmierz pipetą 6 cm 3 H₂SO₄ do kolby miarowej o pojemności 50 ml i dopełnij wodą dejonizowaną do kreski.

ZAGROŻENIA

	Kwas siarkowy(VI) jest silnie żrący, powoduje poważne oparzenia. Silnie trujący. Szkodliwy w przypadku wdychania, spożycia i kontaktu ze skórą. Spożycie może prowadzić do śmierci. Kontakt ze skórą prowadzi do rozległych i poważnych oparzeń. R:35 S: 26-30-36/37/39-35
	Dichromian potasu jest silnie trujący, niebezpieczny dla środowiska, szkodliwy w kontakcie ze skórą. R: 49-46-21-25-26-37/38-41-43-50/53 S: 53-45-60-61
	Etanol jest łatwopalny. R: 11 S: (2-)7-16

SPOSÓB POSTĘPOWANIA

Fermentator

• przygotuj fermentator do przeprowadzenia procesu biotechnologicznego w warunkach beztlenowych,
• przygotuj zawiesinę komórek drożdży: 10 g drożdży na 1 dm³ wodnego roztworu glukozy (10 %),
• zaopatrz fermentator w wylot do odprowadzania CO₂,
• fermentacja powinna przebiegać w temperaturze 30°C.

Przygotowanie próbki do pomiarów

Po upływie czterech tygodni pobierz 10 cm³ próbkę zawartości fermentatora i przesącz ją w celu usunięcia komórek drożdży.

Napełnij zagłębienia blistra zgodnie ze wskazówkami w Tabeli 1.

Tabela 1:

Zmierz transmitancję roztworów za pomocą spektrometru Spectra^TM używając diody emitującej zielone światło. Wartość transmitancji 100,0 ustaw dla próbki wody dejonizowanej (próbka odniesienia). Po zmierzeniu transmitancji oblicz wartości absorbancji i sporządź krzywą kalibracyjną absorbancja w funkcji %obj etanolu. Zmierz transmitancję próbki, oblicz wartość absorbancji i odczytaj zawartość etanolu z wykresu.

WYNIKI

Tabela 2: Transmitancja i absorbancja roztworów kalibracyjnych

Wykres 1: Krzywa kalibracyjna absorbancja w funkcji %obj etanolu

Opracowanie: Irena Štrumbelj Drusany, Alma Kapun Dolinar and Boštjan Ozimek, Biotehniški izobraževalni center Ljubljana