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为了实现大米酿造酒的清洁生产,本论文借鉴了日本的相关技术,开发了高温瞬时α化处理原料大米的技术。因高温瞬时α化大米与传统大米的蒸煮法相比具有淀粉不易老化、易于储存、酿造过程中不产生废水、节约能源等优点,从而该技术的应用使大米酿造酒的清洁生产取得了较大进展。
论文对大米的增湿条件进行了探讨:增湿的方法采用喷雾法,水雾温度为30℃,喷雾时间5分钟,喷雾量由大米的量以及湿度确定,增湿后的大米用冷风将表面水分干燥。该方法增湿时间短,用水量少,大米不易崩裂和粘连,含水量可以达到约25%,适合于高温瞬时α化处理。
论文对大米在不同α化时间和温度的条件下,分别测定了其水分、糊化率、氨基氮含量和总脂肪含量,总结了其变化规律,初步探讨了其中原因,并且为神经网络模型的建立积累了数据。
以Matlab6.5为软件平台,通过上述以及前期生产实验收集的数据分别建立了糊化率、氨基氮含量和总脂肪含量的神经网络模型,其各模型的预测误差平方和分别为1.3099×10-4、8.5406×10-5、9.1471×10-6。预测值能够达到比较高的准确度,预测结果令人满意。
以Matlab6.5为软件平台,分别建立了编码、解码、选择、交叉、变异等遗传算法的算子,根据以上算子以及上述建立的神经网络模型,编写了利用遗传算法调用网络模型优化高温瞬时α化工艺变量的m文件。通过对10组评估数据的优化,其相应的优化结果与真实值的平均相对误差分别为:α化温度2.2%,α化时间4.5%,增湿时间13.0%。其优化结果对应的高温瞬时α化大米的指标预测值与真实值的平均相对误差分别为:糊化率1.0%,氨基氮含量0.9%,总脂肪含量1.4%。
以蛋白酶活力较低,糖化力较高的米曲作为糖化曲,黄酒酵母为酒母,高温瞬时α化大米为原料进行酿造试验的初步优化。考虑影响的因素分别为:高温瞬时α化米与加水比、加曲量、起酵pH和接种量,采用5个水平,按照中心组合试验设计(略去中心试验)。以酒精度、游离氨基酸、残糖、总酸为试验测定结果。经响应面分析得到优化的发酵条件为:高温瞬时α化大米的加水比1∶3.5(w/w)、加曲量8%(w/w)、起酵pH4.0,接种量18%(v/v)。验证试验的结果为:酒精度(v/v)10.1%,游离氨基酸0.70g/L、总酸2.8g/L、残糖0.769g/L。
此外,在上述优化的发酵条件下进行了补料的酿造试验。分别进行了1、2、3次补料,其补料后的酒精度升高到10.9%,游离氨基酸降低到0.44g/L,总酸含量为2.6g/L,残糖含量为0.8g/L。与日本清酒松竹梅的相应指标做了对比,并分析了其中的原因。