酶法生产全麦汁模拟玉米淀粉糖浆的研究

论文摘要

以玉米淀粉为原料,采用酶法对其进行水解,经过液化、糖化、过滤等工序生产出葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖等糖谱合理的玉米淀粉糖浆,并对其进行氮源强化,以得到一种与普通麦汁成分接近,可以在啤酒酿造中添加的全麦汁玉米淀粉糖浆。1.玉米淀粉液化条件的研究。采用单因素试验研究了耐高温α-淀粉酶的添加量、液化时间、CaCl2保护剂的添加量对液化DE值的影响,采用二次回归正交旋转组合试验对玉米淀粉液化条件进行了优化。研究结果表明最优液化条件为:耐高温α-酶添加量为20u/g干基淀粉、液化时间为20min、CaCl2保护剂添加量为0.2%,DE值达到16.14%。2.玉米淀粉糖化条件的研究。采用单因素试验研究了真菌α-淀粉酶的添加量、普鲁兰酶的添加量、糖化温度、糖化时间对糖化DE值的影响,采用二次回归正交旋转组合试验对玉米淀粉糖化条件进行了优化。最优工艺条件为:真菌α-淀粉酶添加量为6u/g干基淀粉、普鲁兰酶添加量为32u/g干基淀粉、糖化温度为55℃、糖化pH为5.5,DE值达到64.7%。糖浆经HPLC分析,果糖含量为4.183%、葡萄糖含量为3.977%、麦芽糖含量为60.59%、麦芽三糖含量为19.18%。3.利用玉米蛋白粉制备氮源强化剂的研究。采用单因素试验研究了热变性温度、蛋白酶的添加量、水解时间三个因素对玉米蛋白粉水解度及α-氨基酸含量的影响,采用正交试验对玉米蛋白粉水解条件进行了优化。最优工艺条件为:热变性温度80℃、加酶量2.0%、作用时间50min,得到水解液中氨基酸含量达1872.54mg/L。4.利用啤酒酵母泥制备氮源强化剂的研究。首先采用超声波法对啤酒酵母泥进行破壁预处理,采用单因素试验研究了底物浓度、超声时间、破碎功率对啤酒酵母破壁情况的影响,采用正交试验对啤酒酵母的超声波破壁条件进行了优化。最后优化结果为:底物浓度5%、破碎时间25min、超声功率300W,该条件下的破壁率为66.4%。然后采用外加酶的方法对其进行酶法破壁。采用单因素试验研究了β-葡聚糖酶的添加量、酸性β-甘露聚糖酶的添加量、木瓜蛋白酶的添加量、水解pH值、水解温度对啤酒酵母泥的水解情况的影响,采用二次回归正交旋转组合试验对酶解酵母泥的工艺条件进行优化。最优工艺条件为:β-葡聚糖酶添加量为36 u/g酵母泥、酸性β-甘露聚糖酶添加量为39u/g酵母泥、木瓜蛋白酶添加量1300u/g酵母泥、pH值为3.23、温度47℃。该条件下得到的α-氨基酸含量为2681.42 mg/L。5.玉米淀粉糖浆部分取代麦汁的发酵性能研究。将不同氮源的玉米淀粉糖浆与普通麦汁混合进行发酵,结果表明:以酵母泥水解液为氮源的糖浆发酵液各项指标好于以玉米蛋白粉水解液为氮源的糖浆发酵液的各项指标,以酵母泥水解液为氮源的糖浆最大替代率可达50%。最后制得啤酒的各项指标与普通啤酒一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 啤酒酿造技术的现状与发展
• 1.1.1 世界啤酒发展现状
• 1.1.2 中国啤酒发展现状
• 1.2 酶制剂在啤酒酿造工业的应用
• 1.2.1 提高辅料比
• 1.2.2 弥补麦芽质量差的缺陷
• 1.2.3 缩短发酵周期
• 1.2.4 提高α-氨基氮的含量
• 1.2.5 改善麦汁质量、加快啤酒过滤速度、提高麦汁收率
• 1.2.6 防止啤酒酸败
• 1.2.7 澄清啤酒
• 1.2.8 延长保质期、提高稳定性
• 1.3 啤酒玉米淀粉糖浆的应用与发展
• 1.3.1 啤酒玉米淀粉糖浆的定义及特点
• 1.3.2 啤酒玉米淀粉糖浆生产中常用的酶制剂
• 1.3.3 啤酒玉米淀粉糖浆生产的国内外研究现状
• 1.3.4 啤酒玉米淀粉糖浆应用在啤酒酿造中存在的主要问题
• 1.3.5 玉米蛋白的利用与现状
• 1.3.6 啤酒酵母泥的利用与现状
• 1.4 本研究的目的和意义
• 1.5 本研究的主要内容与技术路线
• 1.5.1 本研究主要内容
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 玉米淀粉液化条件的研究
• 2.1 实验材料和设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 淀粉酶活力的测定
• 2.2.2 DE 值的测定
• 2.2.3 玉米淀粉液化过程的单因素试验
• 2.2.4 液化条件优化试验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 液化终点的确定
• 2.3.2 玉米淀粉液化条件单因素试验结果与分析
• 2.3.3 液化条件优化结果
• 2.4 小结
• 第三章 玉米淀粉糖化条件的研究
• 3.1 实验材料和设备
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 淀粉酶活力的测定
• 3.2.2 DE 值的测定
• 3.2.3 糖化过程单因素试验
• 3.2.4 糖化条件优化试验
• 3.2.5 高效液相色谱法测定糖浆中糖分
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 糖化过程的单因素试验结果与分析
• 3.3.2 糖化条件优化结果
• 3.3.3 糖化时间的确定
• 3.3.4 标准糖混合液的HPLC 分析结果
• 3.3.5 样品糖浆的HPLC 分析结果
• 3.4 小结
• 第四章 利用玉米蛋白粉制备氮源强化剂的研究
• 4.1 实验材料和设备
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验设备
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 蛋白酶活力的测定
• 4.2.2 水解度的测定
• 4.2.3 α-氨基酸含量的测定
• 4.2.4 玉米蛋白粉成分的检测
• 4.2.5 不同种类蛋白酶对玉米蛋白粉水解情况的研究
• 4.2.6 玉米蛋白粉的预处理
• 4.2.7 碱性蛋白酶水解玉米蛋白粉单因素实验研究
• 4.2.8 玉米蛋白水解工艺条件的优化
• 4.2.9 玉米蛋白粉水解液的脱色实验
• 4.2.10 玉米蛋白粉水解液中各种氨基酸含量的测定
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 玉米蛋白粉成分分析
• 4.3.2 四种不同蛋白酶对玉米蛋白粉水解的研究
• 4.3.3 酶水解玉米蛋白粉单因素结果与分析
• 4.3.4 碱性蛋白酶水解玉米蛋白粉条件的优化
• 4.3.5 蛋白粉水解液的脱色研究
• 4.3.6 玉米蛋白粉水解液中α-氨基酸含量的测定
• 4.4 小结
• 第五章 利用啤酒酵母泥制备氮源强化剂的研究
• 5.1 实验材料和设备
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验设备
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 酵母泥水解工艺路线
• 5.2.2 水解酵母泥的工艺要点
• 5.2.3 啤酒酵母破壁率的计算
• 5.2.4 氨基态氮的测定
• 5.2.5 总氮的测定
• 5.2.6 α-氨基酸含量的测定
• 5.2.7 β-葡聚糖酶活力的测定
• 5.2.8 酸性β-甘露聚糖酶活力的测定
• 5.2.9 木瓜蛋白酶活力的测定
• 5.2.10 超声波对酵母细胞破碎的单因素试验
• 5.2.11 超声波法对酵母细胞破碎条件的优化试验
• 5.2.12 外加酶法对酵母泥酶解的单因素试验
• 5.2.13 外加酶法对酵母细胞酶解条件的优化试验
• 5.2.14 酵母细胞水解液中氨基酸含量的测定
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 超声波法对酵母细胞破碎的单因素试验结果
• 5.3.2 超声法破碎酵母细胞条件的优化
• 5.3.3 外加酶法对酵母泥酶解的单因素试验结果
• 5.3.4 外加酶法对酵母细胞酶解条件的优化试验
• 5.3.5 酵母细胞水解液中氨基酸含量的测定
• 5.4 小结
• 第六章 玉米淀粉糖浆部分取代麦汁的发酵性能研究
• 6.1 实验材料和设备
• 6.1.1 实验材料
• 6.1.2 实验设备
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 玉米淀粉糖浆部分取代麦汁发酵工艺路线与工艺要点
• 6.2.2 玉米糖浆在麦汁中最适添加比例的研究
• 6.2.3 啤酒玉米糖浆质量标准
• 6.2.4 啤酒质量标准
• 6.2.5 啤酒试验方法
• 6.2.6 α-氨基酸含量的测定
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 啤酒玉米糖浆成分分析
• 6.3.2 两种不同氮源的糖浆在麦汁中发酵研究
• 6.3.3 糖浆Ⅱ在麦汁中不同的添加量的发酵研究
• 6.3.4 50%玉米淀粉糖浆添加量发酵成品啤酒质量指标分析
• 6.3.5 玉米淀粉糖浆的添加对成品啤酒颜色的影响
• 6.3.6 玉米淀粉糖浆的添加对成品啤酒泡沫的影响
• 6.3.7 成品发酵啤酒的稳定性分析
• 6.3.8 成品啤酒的卫生指标
• 6.3.9 玉米淀粉糖浆成本核算
• 6.4 小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 玉米淀粉液化条件的研究
• 7.2 玉米淀粉糖化条件的研究
• 7.3 利用玉米蛋白粉制备氮源强化剂的研究
• 7.4 利用啤酒酵母泥制备氮源强化剂的研究
• 7.5 啤酒玉米淀粉糖浆的发酵试验
• 7.6 试验的创新点与存在的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历