【紫甘薯桑葚復(fù)合液釀酒的生產(chǎn)工藝設(shè)計5800字（論文）】

紫甘薯桑葚復(fù)合液釀酒的生產(chǎn)工藝設(shè)計引言甘薯作為一種擁有較高的淀粉含量高產(chǎn)作物，是釀造酒水的優(yōu)秀原料[1]。近年我國從國外引進(jìn)的新品種甘薯——紫甘薯，其富含花青素，因而具有一定的藥用價值。紫甘薯含有較豐富的淀粉、氨基酸、維生素及多種微量元素，還富含花色苷、胡蘿卜素等多種功能性因子。紫甘薯中的花色苷具有抗氧化、抗突變、抗腫瘤、清除自由基的功效；紫甘薯中的多種活性成分，如胡蘿卜素、膳食纖維、多酚類化合物等，也能降低人體活性氧，消除自由基。日常食用紫甘薯可以增強(qiáng)記憶力和提高抵抗力，還可以改善肝功能，預(yù)防高血壓、高血糖等疾病且具有抵御癌癥和腫瘤的作用[2-4]。桑葚是我們?nèi)粘Ｉ钪幸环N常見的水果，卻有著“中華果皇”的頭銜。我國古代勞動人民早在5000多年前就認(rèn)識到桑葚的多種用途。桑葚不僅是酸甜可口的水果，還具有一定的藥用價值。在1993年，國家衛(wèi)生部列就將桑葚劃分為“藥食同源”的農(nóng)產(chǎn)品之一。上品桑葚果實個大、果肉飽滿、顏色純正、酸甜適口。桑葚中含有的脂肪酸、蘋果酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)，可以幫助我們消化脂肪、淀粉，還可以降血脂以及預(yù)防血管硬化；其中含有的維生素及微量元素等，可以幫助我們擴(kuò)大身體的血容量；含有的烏發(fā)素，可以幫助我們讓頭發(fā)變得黑亮。桑葚偏寒性，炎炎夏日適量食用一些多汁可口的桑葚可以生津止渴、利尿消暑，日常食用還可以提高免疫力，預(yù)防腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散[5]。我國對酒行業(yè)的發(fā)展提出了四個轉(zhuǎn)變要求，也就是給我們指明了酒行業(yè)的發(fā)展方向，預(yù)示了發(fā)展前景，即從傳統(tǒng)的高度酒向低度酒轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的烈性型酒向營養(yǎng)型酒轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的勾兌浸泡類酒向發(fā)酵類酒轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的糧食類酒向果露酒轉(zhuǎn)變。這是一個高速發(fā)展的社會，人們生活水平較以往有了質(zhì)的飛躍，飲食方式和飲食結(jié)構(gòu)也和從前大不同?，F(xiàn)在消費(fèi)者在注重口味的同時，也更加注重是否營養(yǎng)健康，人們更偏向選擇具有保健功能的酒水食品。發(fā)酵酒在發(fā)酵時能更好的保留食物中的營養(yǎng)物質(zhì)，而復(fù)合發(fā)酵酒因其無限的可能性得以擁有更廣闊的消費(fèi)市場，紫甘薯桑葚酒由此而生。盡管當(dāng)前的研究表明紫甘薯具有一定的藥用價值，但目前以紫甘薯為原料釀造酒水在市場上卻并不常見，究其原因主要是因為紫甘薯不易儲藏運(yùn)輸且處理加工成本較大[6]?！熬葡阋才孪镒由睢保賰?yōu)秀的產(chǎn)品，消費(fèi)者不了解也就不會有市場。若只是空泛強(qiáng)調(diào)或夸張不實的宣傳紫甘薯酒的保健功能，不利于其長期發(fā)展，也無法體現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢，因此必須在酒水本身下功夫。隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們消費(fèi)更多是為了滿足精神文化需求。包裝能直接刺激和引導(dǎo)消費(fèi)，目前市場上包裝較為傳統(tǒng)，我們須打破傳統(tǒng)、彰顯個性特色，給產(chǎn)品賦于一定的文化內(nèi)涵，才能滿足消費(fèi)者的精神文化與情感需求。黨的十九大報告提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，實現(xiàn)鄉(xiāng)村“產(chǎn)業(yè)興旺”，是鄉(xiāng)村振興的核心，也是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心。泗水縣甘薯種植歷史悠久，被評為“中國優(yōu)質(zhì)甘薯之鄉(xiāng)”。本文為促進(jìn)農(nóng)民增收，助力泗水縣鄉(xiāng)村振興盡一份綿薄之力。本文以泗水紫羅蘭紫薯為原料進(jìn)行研究，利用制備的紫甘薯桑葚復(fù)合液進(jìn)行釀酒，探究最佳發(fā)酵工藝條件，為以后進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考。1材料與方法1.1原材料與儀器設(shè)備1.1.1原材料與試劑紫甘薯、桑葚；α-淀粉酶、糖化酶。1.1.2菌種安琪釀酒高活性干酵母；法國拉曼酵母；馬利酒用干酵母。1.1.3主要儀器設(shè)備PHS-3型pH計上海精密科學(xué)有限公司；PHSJ-3F型酸度計上海精密科學(xué)有限公司；UV759S紫外-可見分光光度計上海精密科學(xué)有限公司；MJ-25BM04B攪拌機(jī)廣東美的精品電器制造有限公司；PSX-280A型手提高壓滅菌鍋上海申安醫(yī)療器械廠。1.2檢測方法1.2.1pH采用pH計測定；1.2.2還原糖[7]采用直接滴定法；C×VC×V1×Vm×V2m×V2×1000式中：X為樣品中還原糖的含量(以葡萄糖計，%)；C為葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mg/mL）；m為樣品質(zhì)量（g）；V為樣品定容體積（mL）；V1為滴定10mL費(fèi)林氏溶液（甲、乙液各5mL）消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；V2為測定時平均消耗樣品溶液的體積（mL）1.2.3酒精度[8]采用酒度比重計法；1.2.4可溶性固形物[9]采用折光法；1.2.5水解度采用酸水解法；1.2.6花色苷[10]采用消光系數(shù)法；取1mL發(fā)酵酒液用酸化乙醇(95%乙醇與1.5mol/LHCL以85:15體積比)稀釋，靜置1h，測定A530nm和A720nm值。(A530nm(A530nm－A720nm)×稀釋倍數(shù)98.2發(fā)酵液花色苷含量(μg/mL)＝——————————————感官評定由十位品嘗者組成評定小組，從外觀（20）、香氣（30）、口感（40）、典型性（10）這四個方面進(jìn)行評定，該酒得分為這四個方面打分之和。評定人員要求：身體健康、感覺器官正常靈敏；具備一定的專業(yè)技術(shù)知識及基本技能；具備一定的的評酒技能，能正確運(yùn)用品評用語；評定時可以做到實事求是，不因為個人喜好干擾評定標(biāo)準(zhǔn)，對評定工作負(fù)責(zé)。表1紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table1Sensoryevaluationcriteriaforpurplesweetpotatomulberrycompoundfermentedwine項目標(biāo)準(zhǔn)分值外觀（20）澄清、透明、悅目協(xié)調(diào)20澄清、無懸浮物、有發(fā)酵酒應(yīng)有的光澤17-19無明顯懸浮物、與發(fā)酵酒色澤不符14-16有懸浮物、無發(fā)酵酒應(yīng)有光澤<13香氣（30）純正濃郁、清新優(yōu)雅、酒香協(xié)調(diào)28-30果香、酒香良好25-27果香、酒香少22-24香氣不足，或有略有異味18-19香氣不良，使人厭惡<18口感（40）醇厚協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、回味綿延、柔和輕快38-40酒質(zhì)柔順，柔和爽口，酸甜適宜33-37酒體協(xié)調(diào)、酒味純正29-32微酸，較甜膩、較寡淡24-28酸、澀、苦、淡，有異味<23典型性（10）風(fēng)格獨(dú)特，協(xié)調(diào)爽口10典型明確，風(fēng)格良好8-9有典型性，風(fēng)格一般6-7典型性不明顯<52工藝流程及要點(diǎn)↓2.1紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒工藝流程↓桑葚→清洗去?！鋬觥浣帷^濾→桑葚汁↑↑紫甘薯→挑選切塊→切塊→加水蒸煮→打漿→液化→糖化→高溫滅酶→紫甘↑↑α―淀粉酶糖化酶薯桑葚復(fù)合液→成分調(diào)整→接種酵母→主發(fā)酵→倒罐→去除酒腳→原酒→陳釀酒（陳釀30天）→紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒2.2工藝操作要點(diǎn)2.2.1桑葚汁制備將清洗去梗后的桑葚放入于-16℃的冷凍室中10小時，然后置于室溫25℃的環(huán)境中，在1:2加水比的條件下浸提，至可溶性固形物不再發(fā)生變化，過濾即得桑葚汁。2.2.2原料選用紫甘薯的病害主要是黑斑病，黑斑病紫甘薯在蒸煮時會產(chǎn)生霉壞味及有毒味苦的番薯酮。0.5-1mg/L的番薯酮就能阻礙根霉菌體的生長，使酵母發(fā)育十分遲緩，發(fā)酵率低，酵母死亡率大。當(dāng)酒中的番薯酮超過100mg/L時，就會有明顯的苦味，這說明黑斑病紫甘薯會影響白酒的發(fā)酵及質(zhì)量。因此，在選用紫甘薯時要注意挑選新鮮、無病害紫甘薯。2.2.3菌種的活化方法將干酵母加入到38℃含糖量5%的糖水中復(fù)水活化，均勻攪拌15到30分鐘，當(dāng)糖水中出現(xiàn)大量的小氣泡即停止攪拌。2.2.4陳釀將酒液倒入陳釀罐中，15℃以下，避光環(huán)境密封陳釀30天，逐漸使酒味達(dá)到自然協(xié)調(diào)。3試驗方法3.1紫甘薯的α-淀粉酶酶解液化條件試驗將糊化后的紫甘薯以料液比1:1.5打漿[11]，用1mol/L檸檬酸和1mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH。3.1.1α-淀粉酶酶解pH調(diào)節(jié)紫甘薯漿的pH值分別為7.0、6.5、6.0、5.5、5.0，加入0.1%的淀粉酶，在70℃溫度條件下水浴酶解3h。測量其水解度。3.1.2α-淀粉酶酶解溫度調(diào)節(jié)紫甘薯漿的pH值為6.0，加入0.1%的淀粉酶，分別在80℃、75℃、70℃、65℃、60℃溫度條件下水浴酶解3h。測量其水解度。3.1.3α-淀粉酶酶解時間調(diào)節(jié)紫甘薯漿的pH值為6.0，加入0.1%的淀粉酶，在70℃溫度條件下水浴酶解時間分別為2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h。測量其水解度。3.1.4α-淀粉酶添加量調(diào)節(jié)紫甘薯漿的pH值為6.0，分別加入0.25%、0.2%、0.15%、0.1%、0.05%的淀粉酶，在70℃溫度條件下水浴酶解3h。測量其水解度。3.1.5液化條件正交設(shè)計[12]表2液化條件正交設(shè)計Form2Orthogonaldesignofliquefactionconditions水平因素A溫度/℃B時間/CpH/hD酶添加量/%1236065702.53.03.56.06.57.00.0紫甘薯的糖化酶酶解糖化條件試驗上述最佳條件液化的紫甘薯液均用制備的桑葚汁調(diào)節(jié)pH。3.2.1糖化酶酶解pH調(diào)節(jié)紫甘薯液的pH值分別為5.0、4.5、4.0、3.5、3.0，加入0.1%的糖化酶，在55℃的水浴鍋中酶解3h。測量還原糖含量。3.2.2糖化酶酶解溫度調(diào)節(jié)紫甘薯液的pH值為4.0，加入0.1%的糖化酶，分別在65℃、60℃、55℃、50℃、45℃的水浴鍋中酶解3h。測量還原糖含量。3.2.3糖化酶酶解時間調(diào)節(jié)紫甘薯液的pH值為4.0，加入0.1%的糖化酶，在55℃的水浴鍋中分別酶解2h、2.5h、3h、3.5h、4h。測量還原糖含量。3.2.4糖化酶添加量調(diào)節(jié)紫甘薯液的pH值為4.0，分別加入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的糖化酶，在55℃的水浴鍋中酶解3h。測量還原糖含量。3.2.5糖化條件正交設(shè)計表3糖化條件正交設(shè)計Table3Orthogonaldesignofsaccharificationconditions水平因素A溫度/℃B時間/CpH/hD酶添加量/%1235055602.53.04.50.050.100.154紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒發(fā)酵條件的單因素試驗設(shè)計用1mol/L檸檬酸和1mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)經(jīng)過α-淀粉酶液化和糖化酶糖化過紫甘薯桑葚復(fù)合液的pH。4.1酵母菌的選擇調(diào)節(jié)紫甘薯桑葚復(fù)合液的pH值為4.0，然后分別接種馬利酒用干酵母、法國拉曼酵母、安琪釀酒高活性干酵母，添加量均為0.1%，在25℃的溫度條件下發(fā)酵7天后，比較在三種酵母條件下發(fā)酵的酒精度和花色苷含量。4.2初始pH值調(diào)節(jié)紫甘薯桑葚復(fù)合液的pH值分別為5.0、4.5、4.0、3.5、3.0，然后接種活化后的安琪釀酒高活性干酵母，添加量為0.1%，在25℃溫度條件下發(fā)酵7天后，比較在發(fā)酵的酒精度和花色苷含量。4.3酵母菌添加量調(diào)節(jié)紫甘薯桑葚復(fù)合液的pH值為4.0，然后接種活化后的安琪釀酒高活性干酵母，添加量分別為0.25%、0.2%、0.15%、0.1%、0.05%，在25℃的溫度條件下發(fā)酵7天后，比較發(fā)酵的酒精度和花色苷含量。4.4發(fā)酵溫度調(diào)節(jié)紫甘薯桑葚復(fù)合液的pH值為4.0，然后接種活化后的安琪釀酒高活性干酵母，添加量為0.1%，分別在35℃、30℃、25℃、20℃、15℃溫度條件下，發(fā)酵7天后，比較發(fā)酵的酒精度和花色苷含量。5結(jié)果分析5.1紫甘薯的α-淀粉酶水解液化試驗表4α-淀粉酶酶解液化條件的正交試驗設(shè)計結(jié)果Table4DesignResultsofOrthogonalforα-amylaseliquefactionconditions試驗號A溫度/℃B時間/hCpHDα-淀粉酶添加量/%水解度/%123456789K1K2K3R1(60)112(65)223(70)3386.51089.65782.6736.9842(3.0)1(2.5)3(3.5)12312387.36786.63384.8402.5271(6.0)2(6.5)3(7.0)23131285.90086.48086.4600.5801(0.05)2(0.10)3(0.15)31223184.96786.29087.4832.61689.1089.2289.7089.8585.7384.7083.9583.9580.12由表4可知，對α-淀粉酶水解紫甘薯液影響最大的因素是溫度，其次是酶添加量，然后是時間，影響最小的因素是pH值。最佳酶解條件組合為A2B1C2D3，水解度為89.85%。因此可知α-淀粉酶的最佳酶解條件是：紫甘薯的料液比為1:1.5(m/V)、溫度為65℃、水解時間是2.5h、pH值6.5、酶添加量為0.15%。5.2紫甘薯的α-淀粉酶水解液化試驗表5糖化酶酶解糖化條件的正交試驗設(shè)計結(jié)果Table5Designresultsoforthogonaltestonenzymatichydrolysisandsaccharificationofsaccharifyingenzyme試驗號A溫度/℃B時間/hCpHD糖化酶添加量/%還原糖含量/%123456789K1K2K3R1(50)2(55)3(60)31223110.45710.64010.6430.1861(2.5)2(3.0)3(3.5)23131210.71710.52310.5000.2171(3.5)112(4.0)223(4.5）3310.58310.69010.4670.2232(0.05)1(0.10)3(0.15)12312310.45310.54310.7430.29010.4710.5510.7310.5710.4511.0510.3210.6310.45由表5可知，糖化酶添加量對糖化酶酶解影響最大，其次是pH，然后是時間，溫度影響最小。最佳酶解條件組合為A3B1C2D3，還原糖含量為10.73%。因此可知糖化酶的最佳酶解條件是：溫度60℃，酶解時間為2.5h，pH值為4.0，酶添加量為0.15%。5.3紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒發(fā)酵條件的單因素試驗5.3.1酵母的確定圖6三種酵母菌對紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度和花色苷含量的影響Fig6Effectofthreeyeastonthealcoholandsidecontentofpurplesweetpotatomulberrycompoundfermentedwine由圖6可知，選用安琪釀酒高活性干酵母發(fā)酵紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒時，測量出的酒精度和花色苷的含量均較另兩種酵母的含量高[13]。因此，酵母選用安琪釀酒高活性干酵母。5.3.2初始pH值圖7初始pH值對紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度和花色苷含量的影響Fig7EffectofinitialpHvalueonalcoholcontentandanthocyanincontentofpurplesweetpotatomulberrycompoundfermentedwine由圖7可知，當(dāng)發(fā)酵液的初始pH值為3.5左右時，發(fā)酵出的紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度和花色苷的含量均最高；當(dāng)pH值明顯低于3.5時，紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度與pH值成正比；當(dāng)pH明顯高于3.5時，其酒精度與pH成反比。若發(fā)酵初始pH值較低，可以抑制雜菌得生長，但同時酵母菌的生長代謝也受到影響；若發(fā)酵初始pH值過高，也會抑制酵母菌的生長，但這時酒體也易染雜菌，并且抑制糖的轉(zhuǎn)化會導(dǎo)致酒精產(chǎn)量下降以及風(fēng)味物質(zhì)積累減少，致使酒的品質(zhì)下降[14]。酚類物質(zhì)及花色苷在酸性條件下保留量較高，在中性及弱酸性條件下花色苷不穩(wěn)定[15]。綜合分析表明，適宜的初始pH值為3.5，此時酒精度、花色苷含量較高，且感官評價較好，酒味較醇厚協(xié)調(diào)、口感較輕快柔和。5.3.3酵母菌添加量圖8安琪釀酒高活性干酵母添加量對紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度和花色苷含量的影響Fig8EffectofAnQiSaccharomycescerevisiaewithhighactivityonalcoholcontentandanthocyanincontentofpurplesweetpotatomulberrycompoundfermentedwine由圖8可知，當(dāng)酵母菌的添加量為0.1%時，測得紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒度最高；當(dāng)酵母菌的添加量低于0.1%時，酵母菌添加量與紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒度成正比；當(dāng)酵母菌的添加量高于0.1%時，酵母添加量與紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒度成反比。若酵母添加量較少，會導(dǎo)致發(fā)酵緩慢且易染雜菌，發(fā)酵液中的糖利用不徹底會導(dǎo)致酒精含量較低，還原糖含量較高；若酵母添加量過大，酵母菌會在短時間內(nèi)大量繁殖，消耗發(fā)酵液中的糖，減少酒精生產(chǎn)的底物從而導(dǎo)致酒精含量降低；再者，產(chǎn)生的有害代謝產(chǎn)物會污染惡化菌體的生長環(huán)境，致使酒的品質(zhì)下降。[16-18]綜合分析表明，酵母菌的添加量最佳為0.1%，此時酒精度和花色苷的含量均最高，感官評價較好，酒味較醇厚協(xié)調(diào)，酸味適宜。5.3.4發(fā)酵溫度圖9發(fā)酵溫度對紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒的酒精度和花色苷含量的影響Fig9Effectof