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魔芋飞粉是魔芋精粉加工中的副产品,资源丰富,富含淀粉。酿制“魔芋飞粉威士忌”,不仅可以变废为宝和降低环境污染,又可丰富魔芋食品的种类及促进酒精饮料业的发展,具有良好的经济效益和社会效益。本文主要研究魔芋飞粉的发酵特性,探讨了魔芋飞粉酸水解、酶水解和酒精发酵及黑曲霉固态发酵产酶的最佳工艺条件,并进一步研究了魔芋飞粉威士忌橡木陈酿的最佳工艺条件。具体研究如下:(1)酸水解魔芋飞粉,考查了影响水解效果的4个主要因素:盐酸浓度、液固比、水解温度和水解时间,并以还原糖得率为考察指标,采用L9(34)正交试验优选出盐酸水解魔芋飞粉的最佳条件为:水解温度90℃,水解时间100min,盐酸浓度4mol/L,液固比15,在此条件下,酸水解魔芋飞粉的还原糖得率为39.48%。各因素的重次要程度为:水解温度>盐酸浓度>水解时间>液固比。(2)黑曲霉固态发酵产酶培养基组成,以麦麸/米、水料比、磷酸氢二钾含量、硫酸铵含量为考察因素,以糖化酶酶活为考察指标,采用L9(34)正交试验优选出固态发酵产酶培养基的最佳配比为A3B1C1D3,即麦麸/米为3,水料比为100%,硫酸铵含量为1%,磷酸氢二钾含量为0.4%。在此条件下,黑曲霉发酵产糖化酶的酶活为172.34U·mL-1。各因素的重次要程度为:麦麸/米>水料比>磷酸氢二钾含量>硫酸铵含量。(3)黑曲霉固态发酵产酶条件,在最佳产酶培养基配比的基础上,考查了影响发酵产酶的4个主要因素:初始pH、培养温度、接种量和培养时间,并以糖化酶酶活为考察指标,采用L9(34)正交试验优选出发酵产酶的最佳条件为A1B3C2D2,即初始pH为4,培养温度为32℃,接种量为3%,培养时间为5d。在此条件下,黑曲霉发酵产糖化酶的酶活为227.17U·mL-1。各因素的重次要程度为:培养温度>初始pH>培养时间>接种量。(4)酶水解魔芋飞粉,在最佳产酶培养基和最佳发酵产酶条件的基础上,考查了影响酶解水平的4个主要因素:粗酶液用量、酶解pH、酶解温度和酶解时间,并以还原糖得率为考察指标,采用L9(34)正交试验优选出酶解魔芋飞粉的最佳条件为:酶解时间为2h,酶解温度为60℃,粗酶液用量为2mL/g,pH为4。在此条件下,粗酶液水解魔芋飞粉的还原糖得率为42.46%。各因素的重次要程度为:粗酶液用量>酶解温度>酶解pH>酶解时间。(5)通过单因素试验,确定了影响魔芋飞粉清糖液酒精发酵的5个主要因素:初糖浓度、接种量、发酵温度、初始pH和发酵时间的最适值。依据酒精发酵条件的单因素试验,选取对酒精发酵影响相对较大(p<0.05)的接种量、发酵时间和发酵温度为响应面试验因素,通过响应面试验对魔芋飞粉清糖液酒精发酵的工艺条件进行了优化,结果表明响应面法可以较好地对魔芋飞粉清糖液酒精发酵的工艺条件进行回归分析和参数优化。通过响应面试验得出了能够表明酒精度(Y)与接种量(X1)、发酵温度(X2)、发酵时间(X3)三因素之间的关系的回归优化方程,如下:Y=-277.77944—2.90722*X1+16.10000*X2+0.24275*X3+0.15000*X1X2—0.010000*X1X3+0.012500*X2X3—0.037778*X12—0.31000*X22—3.35000*X32剔除不显著项后,回归方程如下:Y=-277.77944—2.90722*X1+16.10000*X2+0.24275*X3+0.15000*X1X2—0.31000*X22—0.00335*X32最佳工艺条件为:接种量11%、发酵温度30.16℃、发酵时间76.08h。经验证,在此工艺条件下魔芋飞粉清糖液酒精发酵实际测定酒精度为10.3%(V/V)。(6)将橡木片浸入二次蒸馏后得到的酒样中,进行一定时间的陈酿,通过测定总酚、单宁、甲醇、杂醇油的含量,分析了不同陈酿时间、橡木片烘烤程度、橡木片添加量、陈酿温度对陈酿的影响,确定了魔芋飞粉威士忌的最佳陈酿条件是:陈酿时间为60d,橡木片烘烤程度为中度烘烤,橡木片添加量为2%,陈酿温度为25℃。在最佳陈酿条件下酿制的魔芋飞粉威士忌的感官指标和理化指标都符合威士忌国家标准。