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论文方法写作-枸杞-百香果发酵格瓦斯工艺条件的优化

2021-04-17 12:13:07

  格瓦斯是一种发酵饮料,在19世纪末入中国,为了使枸杞-百香果格瓦斯在风味、稳定性和产品特色三个指标上更有优势,对其发酵条件进行优化。将菌种比例、发酵时间和接种数量三个参数进行优化。实验结果表明:在发酵初期进行发酵的菌种有乳球菌属、乳杆菌属、酵母菌属和链球菌属;调整加入饮料中乳酸菌属和酵母菌属的比例,控制在1:10的发酵比例时效果最佳;发酵时间影响成品风味和部分营养因子的含量;进行的最佳发酵时间在24h左右,发酵菌种接种数量对格瓦斯饮料的感官评分无显著影响,结合实验理化指标,选择2%的比例。在最佳发酵条件下取得的最终产品的理化特性:酒精度是0.63%(v/v);总酸(pH计)为3.66~3.83;可溶性固形物在3.2~4.3%之间;颜色透明,具有枸杞和百香果的香味,稍稍带有的刹口的感觉会得到部分人的喜欢。

  1材料与方法

  1.1实验材料与试剂

  黑果枸杞市场购买

  百香果市场购买

  大麦市场购买

  大列巴面包店购买

  6°Bx、10°Bx麦汁

  酵母菌培养液(天津生物生化试剂有限公司)

  乳酸菌培养液(天津生物生化试剂有限公司)

  1.2主要仪器

  酸度计(昆山宏达光学仪器厂)

  手提式折光仪(昆山宏达光学仪器厂)

  FA1004电子天平(昆山宏达光学仪器厂)

  自动发酵罐(上海博雅试剂有限责任公司)

  NikonE200光学显微镜(昆山宏达光学仪器厂)

  生化培养箱(上海百仑生物科技有限责任公司)

  QL-9001型恒温振荡仪(海门市麒麟医用仪器有限公司)

  自动发酵罐(上海博雅试剂有限责任公司)

  1.3配制培养基溶液

  配制乳酸菌培养基和乳酸菌选择性培养基

  乳酸菌培养基:麦芽汁用蒸馏水稀释10倍,添加磷酸氢二钾(2M)0.2%、蛋白胨0.5%、酵母浸膏0.5%、牛肉浸膏1%。

  乳酸菌选择性培养基:添加4g酵母浸膏、8g牛肉浸膏、10g蛋白胨、20g葡萄糖、0.05%MnSO4?4H2O、0.1%吐温-80于1L蒸馏水中。

  1.4枸杞-百香果格瓦斯的发酵流程

  原料→粉碎→糖化→煮沸→冷却过滤→灭菌→接种(乳酸菌、酵母菌活化液)→发酵→过滤→杀菌→加入黑果枸杞提取液→加入百香果汁适量→格瓦斯

  1.5单因素试验

  1.5.1乳酸菌与酵母菌的比例对枸杞-百香果格瓦斯的感官和口味的影响

  乳酸菌与酵母菌的比例选择5:1、1:1、1:5、1:10、1:15、1:20进行发酵,只调整乳酸菌与酵母菌的比例,其它条件不发生改变进行发酵,发酵结束后对实验的酒精度和酸度进行测定并对饮料中含有可溶性固形物进行检测及对饮料进行感官评定。

  1.5.2接种数量对枸杞-百香果格瓦斯的感官和口味的影响

  浓度梯度设定为0.5%;1.0%;1.5%;2.0%;2.5%;3.0%,对这些接种数量进行发酵工艺优化,其它条件不发生改变进行发酵,发酵结束后对实验的酒精度和酸度进行测定并对饮料中含有可溶性固形物进行检测及对饮料进行感官评定。

  1.5.3发酵时间对枸杞-百香果格瓦斯的感官和口味的影响

  选择发酵时间为18h、20 h、22 h、24 h、26 h、28 h、30 h,其它条件不发生改变进行发酵,发酵结束后对实验的酒精度和酸度进行测定并对饮料中含有可溶性固形物进行检测及对饮料进行感官评定。

  1.6测定枸杞-百香果格瓦斯的理化参数

  1.6.1枸杞-百香果格瓦斯酒精度测定

  用酒精浓度测量仪测定枸杞-百香果格瓦斯的酒精度

  1.6.2枸杞-百香果格瓦斯可溶性固形物测定

  用阿贝折光仪测定枸杞-百香果格瓦斯的可溶性固形物

  1.6.3枸杞-百香果格瓦斯酸度测定

  在枸杞-百香果格瓦斯溶液中,加入酚酞指示剂,用0.1mol/L标准碱液滴定,结果计算:

  c×(V1-V2)×K×F

  样品的总酸度X=————————×1000

  m

  式中:X为溶液总酸含量单位g/L

  c为NaOH标准液浓度单位mol/L

  V1为滴定时使用NaOH的体积单位ml

  V2为空白试验时使用NaOH的体积单位ml

  M为试样质量单位g

  K为酸的换算系数

  F为试液稀释倍数

  结果精确到小数点后两位。

  1.7响应面实验设计

  根据响应面法设计,优化实验设定的菌种比例在1:10~1:20,发酵时间在24~26 h,接种数量控制在2.5%~3.0%,进行仪器分析,得到最佳工艺条件。设计出的实验因素水平和实验编码见下表1-1。

  表1-1响应面设计实验因素水平及编码

  实验因素代表符号实验编码

  -2 0 2

  菌种比例A 1:10 1:15 1:20

  发酵时间C 25 26 27

  接种数量B 2.5%3.0%3.5%

  1.8枸杞-百香果格瓦斯感官评定

  感官评定主要围绕滋味与气味、组织状态和色泽对枸杞-百香果格瓦斯进行感官评定,20位品评人对照感官评定表格对枸杞-百香果格瓦斯饮料进行感官评定。

  项目评价标准感官评分/分

  色泽(20分)

  颜色均匀一致

  色泽不均,呈其他颜色

  色泽不均匀10-20

  5-10

  <5

  气味(20分)枸杞香味适宜,百香果香味适宜

  气味差,香味十分重,刺鼻10-20

  <10

  滋味(30分)

  滋味较好,口感细腻

  滋味一般,口感稍差

  滋味不好,口感粗糙

  20-30

  10-25

  <10

  组织形态(30分)

  比较均匀,未出现杂质

  相对均匀,有少许杂质

  20-30

  10-20

  不均匀,有大量杂质<10

  2结果与讨论

  2.1菌种比例对枸杞-蜂蜜格瓦斯发酵的优化

  乳酸菌与酵母菌的比例选择5:1、1:1、1:5、1:10、1:15、1:20进行发酵,得出结果如表2-1所示,参照已有格瓦死发酵工艺发酵条件发现当菌种比例为10:1时可溶性固形物含量相对合理,酒精度低于0.5(v/v),并且酸度达到正常范围。

  表2-1菌种比例对枸杞-百香果格瓦斯理化指标的测定

  菌种比例方式可溶性固形物酒精度酸度

  5:1

  1:1

  1:5

  1:10

  1:15

  1:20 0.03

  0.02

  0.04

  0.06

  0.03

  0.03 0.12

  0.28

  0.31

  0.42

  0.73

  0.88 2.4

  1.7

  1.5

  1.2

  0.8

  0.1

  经过对枸杞-百香果格瓦斯进行感官评定后得出结果如图2-1

  图2-1种配比对枸杞-蜂蜜格瓦斯感官鉴定的影响

  如图2-1所示,在菌种配比为1:10时,感官评定分数最高,在1:10的比例之前,感官评定分数有一定的上下波动,在1:10的比例之后,感官评定分数呈下降趋势。综上所诉:菌种配比为1:10的接种方式得出的结果为最佳的发酵工艺。

  2.2发酵时间对枸杞-百香果格瓦斯发酵工艺的优化

  选择发酵时间为18h、20 h、22 h、24 h、26 h、28 h、30 h,其它条件不发生改变进行发酵,发酵结束后对实验的酒精度和酸度进行测定并对饮料中含有可溶性固形物进行检测及对饮料进行感官评定,实验结果如表2-2所示,参照已有格瓦死发酵工艺发酵条件发现当发酵时间为24h可溶性固形物含量相对合理,酒精度低于0.5(v/v),并且酸度达到正常范围。

  表2-2发酵时间对枸杞-百香果格瓦斯理化指标的影响

  发酵时间可溶性固形物酒精度酸度

  18 h

  20 h

  22 h

  24 h

  26 h

  38 h

  30 h 0.02

  0.02

  0.04

  0.06

  0.03

  0.03

  0.04 0.12

  0.28

  0.31

  0.42

  0.72

  0.88

  0.77 2.4

  2.6

  1.5

  2.2

  0.8

  1.9

  2.4

  在菌种比例固定为1:10的实验条件下,对发酵时间进行改变,对枸杞-百香果格瓦斯的感官评定分数如图2-2所示,当发酵时间为24h时感官评定分数最高,口感最佳。

  图2-2发酵时间对枸杞-百香果格瓦斯感官鉴定的影响

  2.3接种数量对枸杞-百香果格瓦斯发酵工艺的优化

  表2-3接种量对枸杞-蜂蜜格瓦斯理化指标的影响

  接种数量可溶性固形物酒精度酸度

  0.5

  1.0

  1.5

  2.0

  2.5

  3.0 0.02

  0.02

  0.04

  0.06

  0.03

  0.03 0.12

  0.28

  0.31

  0.42

  0.72

  0.88 2.6

  3.2

  2.7

  3.1

  2.5

  2.1

  图2-3接种量对枸杞-百香果格瓦斯感官鉴定的影响

  如图2-3所示,在接种数量发生变化时,感官评定的分值变化趋势相对平缓,对枸杞-百香果格瓦斯的感官鉴定的影响不明显。结合理化性质检验,确定接种数量为2.0%时为最佳发酵工艺。

  2.4响应面设计对枸杞-百香果格瓦斯的工艺优化

  设计分析基于SAS的响应表面上,优化实验设定菌种配比在10:1~15:1之间,发酵时间在23~25 h之内,接种数量控制在2.5%~3.0%之间,进行软件分析,取得一组最优工艺条件。响应面实验教学设计及结果分析见表2-4所示,回归模型的方差问题分析研究结果如表2-5所示,经分析得到该回归模型是极显著的,但P=0.0863>0.05,不显著。回归分析模型复相关系数R2=0.9472,校正后的复相关系数R2 Adj=0.8954,从F值看出本实验水平值设计范围内,各因素对枸杞-百香果格瓦斯感官评价值的影响大小为:发酵时间(C)>接种数量(B)>菌种配比(A)。该模型回归方程为:

  感官评分=+92.00-0.50*A+1.00*B+1.17*C-2.00*A*B+1.00*A*C-0.25*B*C--4.79*A2-4.29*B2-4.79*C2。