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

紫甘薯桑葚復(fù)合液釀酒的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)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(guó)從國(guó)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(jià)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(jiàn)的水果，卻有著“中華果皇”的頭銜。我國(guó)古代勞動(dòng)人民早在5000多年前就認(rèn)識(shí)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(jià)值。在1993年，國(guó)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(shí)個(gè)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(yíng)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(guó)對(duì)酒行業(yè)的發(fā)展提出了四個(gè)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(yíng)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(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，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(shí)，也更加注重是否營(yíng)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(shí)能更好的保留食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而復(fù)合發(fā)酵酒因其無(wú)限的可能性得以擁有更廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)，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(jià)值，但目前以紫甘薯為原料釀造酒水在市場(chǎng)上卻并不常見(jiàn)，究其原因主要是因?yàn)樽细适聿灰變?chǔ)藏運(yùn)輸且處理加工成本較大[6]。“酒香也怕巷子深”，再優(yōu)秀的產(chǎn)品，消費(fèi)者不了解也就不會(huì)有市場(chǎng)。若只是空泛強(qiáng)調(diào)或夸張不實(shí)的宣傳紫甘薯酒的保健功能，不利于其長(zhǎng)期發(fā)展，也無(wú)法體現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)上包裝較為傳統(tǒng)，我們須打破傳統(tǒng)、彰顯個(gè)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(bào)告提出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村“產(chǎn)業(yè)興旺”，是鄉(xiāng)村振興的核心，也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心。泗水縣甘薯種植歷史悠久，被評(píng)為“中國(guó)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(guó)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(jì)上海精密科學(xué)有限公司；PHSJ-3F型酸度計(jì)上海精密科學(xué)有限公司；UV759S紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)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(cè)方法1.2.1pH采用pH計(jì)測(cè)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(jì)，%)；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(cè)定時(shí)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(jì)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(cè)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(píng)定由十位品嘗者組成評(píng)定小組，從外觀（20）、香氣（30）、口感（40）、典型性（10）這四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定，該酒得分為這四個(gè)方面打分之和。評(píng)定人員要求：身體健康、感覺(jué)器官正常靈敏；具備一定的專業(yè)技術(shù)知識(shí)及基本技能；具備一定的的評(píng)酒技能，能正確運(yùn)用品評(píng)用語(yǔ)；評(píng)定時(shí)可以做到實(shí)事求是，不因?yàn)閭€(gè)人喜好干擾評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)評(píng)定工作負(fù)責(zé)。表1紫甘薯桑葚復(fù)合發(fā)酵酒感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table1Sensoryevaluationcriteriaforpurplesweetpotatomulberrycompoundfermentedwine項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)分值外觀（20）澄清、透明、悅目協(xié)調(diào)20澄清、無(wú)懸浮物、有發(fā)酵酒應(yīng)有的光澤17-19無(wú)明顯懸浮物、與發(fā)酵酒色澤不符14-16有懸浮物、無(wú)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^(guò)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(shí)，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(guò)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(shí)會(huì)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(zhǎng)，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(guò)100mg/L時(shí)，就會(huì)有明顯的苦味，這說(shuō)明黑斑病紫甘薯會(huì)影響白酒的發(fā)酵及質(zhì)量。因此，在選用紫甘薯時(shí)要注意挑選新鮮、無(wú)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(yàn)方法3.1紫甘薯的α-淀粉酶酶解液化條件試驗(yàn)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(cè)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(cè)量其水解度。3.1.3α-淀粉酶酶解時(shí)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(shí)間分別為2.0h、2.5h、3.0h、3.5h、4.0h。測(cè)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(cè)量其水解度。3.1.5液化條件正交設(shè)計(jì)[12]表2液化條件正交設(shè)計(jì)Form2Orthogonaldesignofliquefactionconditions水平因素A溫度/℃B時(shí)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(yàn)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(cè)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(cè)量還原糖含量。3.2.3糖化酶酶解時(shí)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(cè)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(cè)量還原糖含量。3.2.5糖化條件正交設(shè)計(jì)表3糖化條件正交設(shè)計(jì)Table3Orthogonaldesignofsaccharificationconditions水平因素A溫度/℃B時(shí)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(yàn)設(shè)計(jì)用1mol/L檸檬酸和1mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)α-淀粉酶液化和糖化酶糖化過(guò)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(guó)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(yàn)表4α-淀粉酶酶解液化條件的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table4DesignResultsofOrthogonalforα-amylaseliquefactionconditions試驗(yàn)號(hào)A溫度/℃B時(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(yàn)表5糖化酶酶解糖化條件的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table5Designresultsoforthogonaltestonenzymatichydrolysisandsaccharificationofsaccharifyingenzyme試驗(yàn)號(hào)A溫度/℃B時(shí)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(duì)糖化酶酶解影響最大，其次是pH，然后是時(shí)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(shí)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(yàn)5.3.1酵母的確定圖6三種酵母菌對(duì)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(shí)，測(cè)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(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(zhǎng)，但同時(shí)酵母菌的生長(zhǎng)代謝也受到影響；若發(fā)酵初始pH值過(guò)高，也會(huì)抑制酵母菌的生長(zhǎng)，但這時(shí)酒體也易染雜菌，并且抑制糖的轉(zhuǎn)化會(huì)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(shí)酒精度、花色苷含量較高，且感官評(píng)價(jià)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(duì)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(shí)，測(cè)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(shí)，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(shí)，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(huì)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(huì)導(dǎo)致酒精含量較低，還原糖含量較高；若酵母添加量過(guò)大，酵母菌會(huì)在短時(shí)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(huì)污染惡化菌體的生長(zhǎng)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(shí)酒精度和花色苷的含量均最高，感官評(píng)價(jià)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(duì)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