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荞麦保健酒糖化工艺研究
2015-12-21 11:02:52   来源:   评论:0

     荞麦属于蓼科荞麦属,起源于中国喜马拉雅山区。目前,国外如俄罗斯、日本、加拿大等国家都比较重视荞麦的种植利用,并已经开发出不少荞麦新产品。荞麦在我国主要广泛分布于西南、西北以及内蒙古等地。

文章来源华夏酒报


  荞麦适应性广、耐贫瘠且具有独特的食疗、保健作用,因此具有较高的经济开发价值。


  荞麦中的芦丁含量是其他粮食作物难以媲美的,甜荞的芦丁含量一般在0.02 %—0.789 %之间,苦荞在1.08%—6.6%之间。荞麦中淀粉含量达到67.80%,是一种良好的酿酒原料,而荞麦中保健因子如芦丁为醇溶性, 能够较好的溶解于其中。


  因此,将用荞麦来酿造保健酒是一种良好的开发利用荞麦的方式。


     糖化是荞麦保健酒生产过程中一个关键步骤,是利用糖化酶将淀粉分解为葡萄糖、麦芽糖等可发酵性糖类的工艺环节。


  糖化工艺决定了发酵醪液中可发酵性糖类的含量,因此决定了荞麦保健酒酒精浓度。


  本研究对荞麦保健酒生产过程中糖化工艺进行了探讨研究,为保健酒生产提供参考。


     1 材料与方法


     1.1 原料及试剂


     荞麦:丰田一号,贵州师范大学植物遗传育种研究所提供;


     糖化酶:50000 u/g,湖南省津市市新型发酵有限责任公司;


     试剂:葡萄糖、酒石酸钾钠、乙酸锌、冰乙酸、亚铁氰化钾、氢氧化钠、亚甲基蓝等,且均为分析纯。


     1.2 主要仪器设备


     分析天平、电子天平、恒温水浴锅,滴定装置等。


     1.3 实验方法


     1.3.1 荞麦保健酒的酿造工艺流程


     活性干酵母 →活化
      ↓
     荞麦→粉碎→糊化→糖化→接种酵母→发酵→澄清过滤→灌装→灭菌→成品


     1.3.2 糖化方法


     将荞麦粉于沸水浴糊化,降温至糖化温度、调节pH值、添加糖化酶、恒温水浴中保温至还原糖含量不再增加,灭菌后进入下一步发酵环节。
     1.3.3 分析测定方法


     还原糖测定:直接滴定法。


     2 结果与分析


     2.1 荞麦样品还原糖含量


     采用直接滴定法测得荞麦样品中还原糖含量为0.56%,相对于荞麦中淀粉的含量非常低。


  因此,糖化是荞麦保健酒酿造过程中的关键步骤之一,糖化效果的高低会直接影响着酒精的浓度。


     2.2 单因素试验


     以醪液中还原糖的含量(以还原糖与荞麦样品干重百分比计)为指标,分别考察糖化酶添加量、糖化时间、糖化温度以及pH值对糖化效果的影响。


     2.2.1 糖化酶添加量的影响


     将糊化后的荞麦粉冷却至60 ℃左右,设八组试验依次加入荞麦干重的3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的糖化酶,温度为60℃、时间为30min、pH值为5,再测定还原糖含量。


     根据试验结果,绘制糖化酶添加量—还原糖含量曲线(糖化酶添加量以糖化酶与荞麦样品干重百分比计,下同)。


  糖化酶用量3%—4%时,醪液中还原糖含量增加,高于4%时,还原糖含量开始出现缓慢降低。


  由此可见,糖化酶用量低于4%时,加大酶的用量,可以提高最终还原糖含量;当糖化酶用量高于4%,由于酶过量,这就会促进一些复合反应的发生,进而导致糖度降低。


  2.2.2 糖化时间的影响


     将糊化后的荞麦粉冷却至60℃左右,设八组试验糖化时间依次为20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min,添加糖化酶量为4%,糖化温度60℃,pH值为5,测定还原糖含量。


     根据试验结果,绘制时间—还原糖含量曲线,见图1。糖化时间20min—40min过程中,还原糖的含量随着糖化时间的增长而增加,并且在40min时达到最大值。


  40min之后开始出现略微的下降,并且走势比较平稳。


  糖化前期,糖化速度较快,还原糖也不断增大,达到最大值后,由于酶受到生成物的反馈抑制且开始逐渐钝化,使得糖化速度减慢。


  40min时还原糖达到最大而不再上升,之后出现略微地下降,这是由于糖化速率降低, 复合反应的速率大于糖化速率,糖度反而有所下降。


     2.2.3 糖化温度的影响


     将糊化后的荞麦粉冷却至40℃左右,设八组试验糖化温度依次取45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃,都添加糖化酶量为4%,糖化时间为40min,pH值为5,分八组来测定还原糖含量。


     根据试验结果,绘制糖化温度—温度曲线,结果见图2。


  在40℃—60℃范围,还原糖含量随着糖化温度升高而升高,在60℃时达到最大;当温度超过60℃时,还原糖含量开始下降,并且温度越高,还原糖下降越剧烈。这表明糖化温度在60℃左右时,糖化酶的活性最佳。


  在低于50℃时,酶的活性没被激发,而高于65℃,其空间结构发生变化开始变性,从而导致活性降低,抑制糖化反应。


  2.2.4 糖化pH值的影响


     将糊化后的荞麦粉冷却至60℃左右,设八组试验用醋酸来调节pH值,并依次取3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5,添加糖化酶量为4%,糖化时间40min,糖化温度60℃,测定还原糖含量。


     根据试验结果,绘制pH—还原糖含量曲线,如图3。


  由图可知pH值在3—3.5范围时,还原糖含量有明显的增加;pH值3.5—4.5时,还原糖含量出现一个持平走势,其中pH值为4时比3.5和4.5稍高;pH高于4.5时,还原糖含量开始下降。


  由此可知,pH为4时酶活性最高。pH值过高或过低,都会改变酶的空间结构和酶分子与底物的解离状态,进而造成酶活性受到抑制。


     2.2.5 最优糖化工艺的确定


     为了确定糖化过程的最佳工艺条件,在单因素试验的基础上进行正交试验。


  对糖化温度、pH、糖化酶添加量以及糖化时间四个因素,设置不同水平,展开研究。因素水平见表1,正交结果见表2。


     从表2可以看出,最优方案为A2B3C3D1,即:糖化酶添加量4%,温度65℃,时间50min,pH值为3.5;四个因素对糖化影响大小的顺序依次为BDAC,即:温度>pH值>酶添加量>时间。


     由表3方差分析得出结论:FA 说明糖化酶添加量、糖化温度、时间、pH值影响不显著,影响糖化效果的各因素中,依次为温度>pH >酶添加量>时间。


     3 结论


     综上,对荞麦保健酒生产中的糖化工艺进行研究,通过单因素和正交试验的研究得到最佳的工艺条件为:糖化酶添加量为4%、温度为65℃、糖化时间为50min、pH值为3.5。


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编辑:苗倩

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