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固定化发酵条件下蓝莓果醋加工工艺研究

作　者: 荣智兴
导　师: 蒋予箭
学　校: 浙江工商大学
专　业: 食品工程
关键词: 蓝莓花青素有机酸混合发酵固定化
分类号: TS275.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

蓝莓又名越橘,它营养丰富、酸甜适口,鲜果中富含SOD、熊果甙和花青素等特殊营养物质,具有很多的保健功效。我国蓝莓资源丰富,大部分以鲜食为主。蓝莓不易保藏、产业化和利用率低。因此,我们在蓝莓产品开发的基础上,以蓝莓为原料对蓝莓果醋加工工艺进行了研究,通过引入乳酸菌发酵来改善蓝莓果醋风味和用天然材料固定醋酸菌发酵,提高醋酸发酵的效率。希望能对蓝莓产品的开发奠定技术基础,为蓝莓醋的工厂化生产提供理论依据和实践指导。本课题采用香草醛-硫酸比色法测定出自制蓝莓汁、蓝莓酒、蓝莓醋和多菌种混合发酵蓝莓醋中花青素含量分别为58.15mg/mL、43.19mg/mL、36.18mg/mL和34.70mg/mL,其中酒精发酵阶段花青素损失较大,而醋酸发酵和乳酸发酵阶段损失较少。通过高效液相色谱法在蓝莓汁中检测出5种有机酸,分别是草酸、酒石酸、苹果酸、莽草酸和柠檬酸,其中柠檬酸占有机酸含量的总量的90.41%；在蓝莓酒和蓝莓醋中8种有机酸都有检出,其中都以乳酸、乙酸、柠檬酸和琥珀酸占有机酸总量的98%以上；在引入乳酸发酵后,果醋中乳酸含量增加了近1.8g/100mL以蓝莓为原料,采用安琪果酒酵母(Angle fruit wine yeast)和醋酸菌沪酿1.01(Acteobacter Shanghai brewing1.01)经酒精发酵和醋酸发酵生产蓝莓醋。通过对酒精发酵和醋酸发酵过程进行研究,得到蓝莓醋合适的发酵条件为：酒精发酵阶段pH4-5、发酵温度28。C、总糖含量20Bx°、酵母接种量1×107个/mL、发酵时间为5天；醋酸发酵阶段pH3、发酵温度30。C、初始酒精度6%Vol、接种量10%、发酵时间为7天。在蓝莓醋发酵过程中引入乳酸发酵,对乳酸发酵从发酵顺序、接种时间和接种比例三个方面展开研究,结果表明：多菌种混合发酵蓝莓醋的酒精发酵和乳酸发酵同时进行,再进行醋酸发酵,接种比例为1：2(酵母菌为1×107个/mL,乳酸菌为0.5×107个/mL),产生的的非挥发酸含量为2.25g/100mL,较传统发酵蓝莓醋高出1.77g/100mL；多菌种混合发酵的蓝莓醋的感官评分值也高于传统发酵的蓝莓醋。在上述研究的基础上,采用甘蔗渣、刨花、玉米芯、花生壳和稻壳对醋酸菌进行固定化发酵研究,结果表明：经过7天醋酸发酵后,游离醋酸菌发酵后总酸含量为4.32g/100mL,甘蔗渣、刨花、玉米芯、花生壳和稻壳固定醋酸菌发酵后的总酸含量分别为6.04g/100mL、5.48g/100mL、4.79g/100mL、4.95g/100mL和4.62g/100mL；经过对各固定化载体的发酵效果、产品感官、固定化性能和连续发酵稳定性等方面研究,结果表明：甘蔗渣固定醋酸菌进行蓝莓果醋发酵的感官品质最好、固定醋酸菌的速度和能力最强、连续发酵的发酵曲线和总酸产酸量都最稳定,连续发酵过程组织状态保持完好,适合作为固定化醋酸发酵的固定化载体；采用甘蔗渣作为载体固定醋酸菌进行蓝莓醋发酵,通过对醋酸发酵的过程研究得出：固定化醋酸菌在pH3.5、温度30℃、初始酒精度6%Vol、装液量200mL、淋浇频率2-5次/天的水平下固定化醋酸发酵产酸效果显著；根据Box-Benhnken中心组合实验设计原理,对总酸含量影响比较明显的发酵温度、初始酒精度和装液量3个工艺条件进行响应面优化,得到固定化醋酸发酵的最适工艺条件为：发酵温度30.52℃、初始酒精度6.06%Vol、装液量196.47mL,在此工艺下发酵完后样品总酸产量的预测值是7.46g/100mL；在验证试验中,实际测得发酵液总酸含量为7.41±0.72g/10mL,与响应面优化固定化醋酸发酵蓝莓醋发酵所得的总酸预测值无显著性差异。

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-23
  1.1 蓝莓概况  14-16
    1.1.1 蓝莓简介  14-15
    1.1.2 蓝莓的营养价值及保健功效  15-16
  1.2 食醋  16-17
    1.2.1 食醋的定义及分类  16-17
    1.2.2 食醋的保健功效  17
  1.3 果醋的国内外研究现状及市场发展前景  17-20
    1.3.1 国外果醋生产和发展现状  17-18
    1.3.2 国内果醋研究现状  18-19
    1.3.3 我国果醋生产和发展存在的问题  19-20
  1.4 蓝莓果醋开发的意义  20-21
  1.5 本课题研究的思路与内容  21-23
    1.5.1 研究思路  21-22
    1.5.2 研究内容  22-23
第二章蓝莓醋发酵过程中花青素和有机酸的测定  23-35
  2.1 引言  23-24
  2.2 材料与方法  24-26
    2.2.1 材料与试剂  24
    2.2.2 仪器与设备  24
    2.2.3 花青素的测定方法  24-25
    2.2.4 有机酸的测定方法  25
    2.2.5 数据统计方法  25-26
  2.3 结果与分析  26-33
    2.3.1 花青素的测定结果  26-29
    2.3.2 特征性有机酸的测定结果  29-33
  2.4 本章小结  33-35
第三章蓝莓果醋酒精发酵和醋酸发酵条件的确定  35-45
  3.1 引言  35
  3.2 材料与方法  35-39
    3.2.1 材料与试剂  35-36
    3.2.2 仪器与设备  36
    3.2.3 测定方法  36-37
    3.2.4 生产工艺流程与操作要点  37-38
    3.2.5 蓝莓醋酒精发酵阶段时间的确定试验设计  38
    3.2.6 蓝莓醋醋酸发酵优化设计  38-39
    3.2.7 数据统计方法  39
  3.3 结果与分析  39-43
    3.3.1 酒精发酵阶段理化指标的变化及酒精发酵时间的确定  39-40
    3.3.2 醋酸发酵阶段时间的确定  40-41
    3.3.3 pH、温度、初始酒精度和接种量对醋酸发酵的影响  41-42
    3.3.4 醋酸发酵最佳工艺参数的确定  42-43
    3.3.5 醋酸发酵的验证试验  43
  3.4 本章小结  43-45
第四章多菌种混合发酵改善蓝莓醋风味  45-58
  4.1 引言  45
  4.2 材料与方法  45-49
    4.2.1 材料与试剂  45-46
    4.2.2 仪器与设备  46
    4.2.3 测定方法  46
    4.2.4 多菌种发酵顺序试验设计  46-47
    4.2.5 多菌种的接种比例的确定  47
    4.2.6 传统发酵蓝莓醋和多菌种混合发酵蓝莓醋的感官对比试验  47
    4.2.7 感官分析方法  47-48
    4.2.8 数据统计方法  48-49
  4.3 结果与讨论  49-57
    4.3.1 多菌种发酵顺序的确定  49-54
    4.3.2 多菌种发酵接种比例的确定  54-56
    4.3.3 传统发酵蓝莓醋和多菌种混合发酵蓝莓醋的感官对比试验结果  56-57
  4.4 本章小结  57-58
第五章固定化发酵蓝莓醋载体的选择及工艺条件的优化  58-76
  5.1 引言  58
  5.2 材料与方法  58-62
    5.2.1 材料与试剂  58-59
    5.2.2 仪器与设备  59
    5.2.3 测定方法  59
    5.2.4 固定化醋酸菌发酵的操作要点  59-60
    5.2.5 固定化载体的确定方法  60-61
    5.2.6 固定化醋酸菌发酵的过程研究  61-62
    5.2.7 固定化醋酸菌发酵蓝莓果醋条件的响应面优化  62
    5.2.8 数据统计方法  62
  5.3 结果与分析  62-74
    5.3.1 不同固定化材料固定醋酸菌发酵蓝莓醋的结果比较  62-64
    5.3.2 不同固定化材料固定醋酸菌的效率比较  64
    5.3.3 不同材料固定醋酸菌连续发酵效果比较  64-68
    5.3.4 固定化醋酸菌发酵过程研究的结果  68-70
    5.3.5 固定化醋酸菌发酵蓝莓果醋条件的响应面优化结果  70-74
  5.4 本章小结  74-76
第六章结论、创新点与展望  76-79
  6.1 结论  76-78
  6.2 创新点  78
  6.3 展望  78-79
参考文献  79-86
附录攻读硕士期间发表的论文  86-87
致谢  87-88

固定化发酵条件下蓝莓果醋加工工艺研究

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