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蕎麥保健酒糖化工藝研究
2015-12-21 11:02:52   來源:   評論:0

     蕎麥屬于蓼科蕎麥屬,起源于中國喜馬拉雅山區。目前,國外如俄羅斯、日本、加拿大等國家都比較重視蕎麥的種植利用,并已經開發出不少蕎麥新產品。蕎麥在我國主要廣泛分布于西南、西北以及內蒙古等地。

文章來源華夏酒報


  蕎麥適應性廣、耐貧瘠且具有獨特的食療、保健作用,因此具有較高的經濟開發價值。


  蕎麥中的蘆丁含量是其他糧食作物難以媲美的,甜蕎的蘆丁含量一般在0.02 %—0.789 %之間,苦蕎在1.08%—6.6%之間。蕎麥中淀粉含量達到67.80%,是一種良好的釀酒原料,而蕎麥中保健因子如蘆丁為醇溶性, 能夠較好的溶解于其中。


  因此,將用蕎麥來釀造保健酒是一種良好的開發利用蕎麥的方式。


     糖化是蕎麥保健酒生產過程中一個關鍵步驟,是利用糖化酶將淀粉分解為葡萄糖、麥芽糖等可發酵性糖類的工藝環節。


  糖化工藝決定了發酵醪液中可發酵性糖類的含量,因此決定了蕎麥保健酒酒精濃度。


  本研究對蕎麥保健酒生產過程中糖化工藝進行了探討研究,為保健酒生產提供參考。


     1 材料與方法


     1.1 原料及試劑


     蕎麥:豐田一號,貴州師范大學植物遺傳育種研究所提供;


     糖化酶:50000 u/g,湖南省津市市新型發酵有限責任公司;


     試劑:葡萄糖、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、氫氧化鈉、亞甲基藍等,且均為分析純。


     1.2 主要儀器設備


     分析天平、電子天平、恒溫水浴鍋,滴定裝置等。


     1.3 實驗方法


     1.3.1 蕎麥保健酒的釀造工藝流程


     活性干酵母 →活化
      ↓
     蕎麥→粉碎→糊化→糖化→接種酵母→發酵→澄清過濾→灌裝→滅菌→成品


     1.3.2 糖化方法


     將蕎麥粉于沸水浴糊化,降溫至糖化溫度、調節pH值、添加糖化酶、恒溫水浴中保溫至還原糖含量不再增加,滅菌后進入下一步發酵環節。
     1.3.3 分析測定方法


     還原糖測定:直接滴定法。


     2 結果與分析


     2.1 蕎麥樣品還原糖含量


     采用直接滴定法測得蕎麥樣品中還原糖含量為0.56%,相對于蕎麥中淀粉的含量非常低。


  因此,糖化是蕎麥保健酒釀造過程中的關鍵步驟之一,糖化效果的高低會直接影響著酒精的濃度。


     2.2 單因素試驗


     以醪液中還原糖的含量(以還原糖與蕎麥樣品干重百分比計)為指標,分別考察糖化酶添加量、糖化時間、糖化溫度以及pH值對糖化效果的影響。


     2.2.1 糖化酶添加量的影響


     將糊化后的蕎麥粉冷卻至60 ℃左右,設八組試驗依次加入蕎麥干重的3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的糖化酶,溫度為60℃、時間為30min、pH值為5,再測定還原糖含量。


     根據試驗結果,繪制糖化酶添加量—還原糖含量曲線(糖化酶添加量以糖化酶與蕎麥樣品干重百分比計,下同)。


  糖化酶用量3%—4%時,醪液中還原糖含量增加,高于4%時,還原糖含量開始出現緩慢降低。


  由此可見,糖化酶用量低于4%時,加大酶的用量,可以提高最終還原糖含量;當糖化酶用量高于4%,由于酶過量,這就會促進一些復合反應的發生,進而導致糖度降低。


  2.2.2 糖化時間的影響


     將糊化后的蕎麥粉冷卻至60℃左右,設八組試驗糖化時間依次為20min、30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min,添加糖化酶量為4%,糖化溫度60℃,pH值為5,測定還原糖含量。


     根據試驗結果,繪制時間—還原糖含量曲線,見圖1。糖化時間20min—40min過程中,還原糖的含量隨著糖化時間的增長而增加,并且在40min時達到最大值。


  40min之后開始出現略微的下降,并且走勢比較平穩。


  糖化前期,糖化速度較快,還原糖也不斷增大,達到最大值后,由于酶受到生成物的反饋抑制且開始逐漸鈍化,使得糖化速度減慢。


  40min時還原糖達到最大而不再上升,之后出現略微地下降,這是由于糖化速率降低, 復合反應的速率大于糖化速率,糖度反而有所下降。


     2.2.3 糖化溫度的影響


     將糊化后的蕎麥粉冷卻至40℃左右,設八組試驗糖化溫度依次取45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃,都添加糖化酶量為4%,糖化時間為40min,pH值為5,分八組來測定還原糖含量。


     根據試驗結果,繪制糖化溫度—溫度曲線,結果見圖2。


  在40℃—60℃范圍,還原糖含量隨著糖化溫度升高而升高,在60℃時達到最大;當溫度超過60℃時,還原糖含量開始下降,并且溫度越高,還原糖下降越劇烈。這表明糖化溫度在60℃左右時,糖化酶的活性最佳。


  在低于50℃時,酶的活性沒被激發,而高于65℃,其空間結構發生變化開始變性,從而導致活性降低,抑制糖化反應。


  2.2.4 糖化pH值的影響


     將糊化后的蕎麥粉冷卻至60℃左右,設八組試驗用醋酸來調節pH值,并依次取3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5,添加糖化酶量為4%,糖化時間40min,糖化溫度60℃,測定還原糖含量。


     根據試驗結果,繪制pH—還原糖含量曲線,如圖3。


  由圖可知pH值在3—3.5范圍時,還原糖含量有明顯的增加;pH值3.5—4.5時,還原糖含量出現一個持平走勢,其中pH值為4時比3.5和4.5稍高;pH高于4.5時,還原糖含量開始下降。


  由此可知,pH為4時酶活性最高。pH值過高或過低,都會改變酶的空間結構和酶分子與底物的解離狀態,進而造成酶活性受到抑制。


     2.2.5 最優糖化工藝的確定


     為了確定糖化過程的最佳工藝條件,在單因素試驗的基礎上進行正交試驗。


  對糖化溫度、pH、糖化酶添加量以及糖化時間四個因素,設置不同水平,展開研究。因素水平見表1,正交結果見表2。


     從表2可以看出,最優方案為A2B3C3D1,即:糖化酶添加量4%,溫度65℃,時間50min,pH值為3.5;四個因素對糖化影響大小的順序依次為BDAC,即:溫度>pH值>酶添加量>時間。


     由表3方差分析得出結論:FA 說明糖化酶添加量、糖化溫度、時間、pH值影響不顯著,影響糖化效果的各因素中,依次為溫度>pH >酶添加量>時間。


     3 結論


     綜上,對蕎麥保健酒生產中的糖化工藝進行研究,通過單因素和正交試驗的研究得到最佳的工藝條件為:糖化酶添加量為4%、溫度為65℃、糖化時間為50min、pH值為3.5。


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編輯:苗倩

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