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正文內(nèi)容

高壓靜電發(fā)酵在工業(yè)中的應(yīng)用畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-24 16:54 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 場、磁場、激光、微波、納米等現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵食品生產(chǎn)已取得了很大的進(jìn)展,這些技術(shù)的應(yīng)用使傳統(tǒng)的發(fā)酵食品生產(chǎn)帶來一場革命,也產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。到目前為止,現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵食品生產(chǎn)主要有3個方面,即加速酒類和醋類的老熟;對新酒、新醋和其他發(fā)酵食品進(jìn)行滅菌消毒;對釀酒酵母菌進(jìn)行人工誘變。這些技術(shù)的優(yōu)點是能最大限度地保持發(fā)酵食品的營養(yǎng)成分,不會對發(fā)酵食品本身帶來不必要的污染,同時,一次投入可長期使用。從環(huán)保的角度來說,現(xiàn)代物理技術(shù)是一項綠色加工技術(shù)。本文對現(xiàn)代物理技術(shù)在發(fā)酵食品生產(chǎn)的研究和應(yīng)用方面進(jìn)行綜述,并提出建議,僅供同行參考。1 催陳新酒和新醋剛生產(chǎn)出來的新酒和新醋,通常具有刺激性大、不夠醇和、不夠綿柔等特點。因此,生產(chǎn)工藝中都規(guī)定一定時間的陳釀貯存期。為了縮短貯存周期,國內(nèi)外采用的現(xiàn)代物理技術(shù)和生物工程等方法主要有激光、高壓靜電場、超聲波、微波、紅外線、紫外線、射線、納米技術(shù)等對新酒和新醋進(jìn)行人工老熟。高壓靜電場用于催陳新酒和新醋,在眾多方法中,由于高壓靜電場處理設(shè)備在運(yùn)行的過程中耗電少,盡管初次投入成本不低,但一次投入可長期使用。目前,高壓靜電場對酒類和醋類的老熟,有平行板高壓靜電場、電暈電場、脈動高壓靜電場。 高壓靜電場用于催陳新酒目前,高壓靜電場用于催陳的酒主要有白酒和葡萄酒。催陳白酒:采用2 種電場 :一是在 75kV/m~500kV/m的高壓靜電場處理時間 1h;二是在 250kV/m 處理時間2h~4h,同時改變頻率的交變電場。試驗樣品是清香型和醬香型白酒,結(jié)果表明,高壓靜電場對清香型的酒處理后,酒明顯變得綿甜柔和、聞香好,但后味比較平淡,處理時間越長回味越差。交變電場對醬香型白酒收到了明顯的效果,新酒的辛辣味大為減弱,酒體變得醇甜、純凈、呈醬香。對放置一年多時間的試驗酒樣品進(jìn)行品嘗,沒有回味現(xiàn)象發(fā)生,這充分說明電場催陳可以達(dá)到老熟的目的。在高壓靜電場中輔以紫外線對“老龍口”牌和“天津大曲”牌白酒進(jìn)行人工老熟,對白酒中總酸、總酯、雜醇油、乙酸乙酯、正丙醇、仲丁醇、乙縮醛、異丁醇、丁酸乙酯、異戊醇、乳酸乙酯、電導(dǎo)率進(jìn)行定量分析,其結(jié)果表明,新酒中具有辛辣味的丙烯酸、澀味的異戊酸和刺激性味的雜醇油這3種成分均有不同程度地下降。此外,白酒香氣的主要成分,如:乙縮醛、乙酸乙酯、總酯均有所增加,分別增加3%、7%和 4%;正丙醇、仲丁醇、異丁醇、乳酸乙酯等其他微量成分均有不同程度地變化。其變化的規(guī)律與自然老熟的酒類似。催陳葡萄酒:對煙臺白蘭地進(jìn)行高壓靜電老熟,靜電老熟原白蘭地的幾項主要指標(biāo)得到了不同程度地改善。衛(wèi)生指標(biāo)也符合國家的標(biāo)準(zhǔn),總酯、乙酸乙酯、%、%、%和 %,總酸增加 %;總?cè)?、甲醇、異丁醇、正丁醇?、%、%、%、%%。符合白蘭地老熟的規(guī)律。還對其他葡萄酒進(jìn)行高壓靜電場的老熟,亦取得良好的效果。利用高強(qiáng)度電磁場對赤霞珠干紅葡萄新酒進(jìn)行人工老熟,將新干紅葡萄酒液按一定的流速、一定的電場強(qiáng)度、一定的頻率通過高強(qiáng)度電磁場。通過檢測處理樣品的口感變化的結(jié)果表明,以3kV/cm 的電場強(qiáng)度和以 5L/min流速的處理條件,可以使葡萄酒的陳香最明顯,刺激性味最小,入口也最為柔順。頻率變化對口感有一定影響,以1000Hz頻率的電磁場對口感為最好。此外,還對總酸、揮發(fā)酸、總硫、游離硫、酒度和干浸出物含量進(jìn)行檢測。各處理樣品與對照組相比除干浸出物外其他各指標(biāo)基本沒有什么變化,而處理后的干浸出物含量均有所提高。 高壓靜電場用于催陳新醋筆者等于1991年首次在國內(nèi)進(jìn)行靜電催陳食醋的應(yīng)用研究。將新產(chǎn)的高粱醋進(jìn)行人工老熟,對食醋的香氣成分、18 種氨基酸、總酸、總酯和色度進(jìn)行分析。結(jié)果表明,醋中的乙醛、乙醇和異丁醇含量均下降,有利于減少新產(chǎn)食醋的刺激性氣味和異味;具有柔和香味的乙醛含量增加,可提高食醋的香氣成分;總酸含量升高,有利于提高食醋的等級;總酯含量是食醋香味物質(zhì),靜電處理后,含量增加,可增加食醋的香氣成分;靜電處理后,氨基酸含量下降,這與自然老熟規(guī)律相同。筆者等曾用高壓靜電場與激光聯(lián)合對食醋進(jìn)行人工老熟,亦取得了可喜的結(jié)果,“聯(lián)合”老熟方法比單純高壓靜電方法更好。激光用于催陳新酒和新醋 HeNe 激光CO 激光器、CO激光器、N 激光器、準(zhǔn)分子激光器等。激光處理設(shè)備在運(yùn)行過程中,與靜電設(shè)備相比,耗電也比較少,但設(shè)備比較輕便,容易搬動。缺點是激光管比較貴,成本高。 激光用于催陳新酒目前,激光用于催陳的酒主要有白酒和黃酒。催陳白酒:對安徽優(yōu)質(zhì)大曲酒進(jìn)行激光陳化處理,酒中主體酯(丁酸乙酯和己酸乙酯)、高級醇等有益成分增加,而甲醇和乙醛類等有害成分降低;經(jīng)國家級品酒員鑒定:聞香好、窖香較濃、味甜醇正,酒體協(xié)調(diào),陳化效果超過自然陳化期半年的酒。對山西杏花村汾酒廠生產(chǎn)的汾酒進(jìn)行激光老熟處理,選用了波長分別為 、100mW~1000mW的功率和100L/h~1000L/h的流量試驗證明 和530nm 等波長有較好的催陳效果, 和 或與之相近波長的激光均有一定的催陳效果。這說明必需針對具體白酒選擇合適的激光參數(shù),例如波長、功率、能量、輻照時間等,既可保證了本品的典型性,又可得到半年至1年以上的陳化效果。為改善因激光功率較低造成的催陳效率與速率不高的缺點,李敏謙等 采用激光和磁場聯(lián)合使用對白酒進(jìn)行催陳。將太HeNe 激光谷紅糧特曲(清香型白酒)放在靜磁場中接受輻照,發(fā)現(xiàn)激光和磁場同時處理過的酒樣與單用激光照射過的酒相比,醛的含量沒有變化或略有降低,酯類有明顯的增加且催陳效率明顯提高。催陳黃酒:,對紹興加飯酒進(jìn)行輻射 。處理后的酒,總酸量和SO 的含量下降,總酯含量明顯增加,顯然可以增加黃酒的色香味;游離氨基酸含量普遍增加,特別是人體必需氨基酸增加,這是非常有價值的。通過檢測表明,激光催陳后的黃酒,相當(dāng)自然老熟1~2年的酒。 激光用于催陳新醋筆者等 于 1993年首次在國內(nèi)進(jìn)行激光催陳食醋的應(yīng)用研究。試驗采用HeNe 激光器對煙臺高粱新醋進(jìn)行激光處理。樣品分析表明,18種氨基酸、乙醛、乙醇和異丁醇均有不同程度地減少,糠醛、總酯和色度均有不同程度地增加。其含量的變化符合自然老熟的規(guī)律。紅外輻射用于催陳新酒和新醋 紅外輻射用于催陳新酒分別對白酒和雪山紅景天酒進(jìn)行了紅外線人工催陳的試驗,經(jīng)紅外輻射處理后,其共同的特點是酒體協(xié)調(diào)、口感綿軟、香味濃郁。同時,雪山紅景天酒的顏色加深。在保證不破壞酒中營養(yǎng)成分的情況下,溫度應(yīng)控制為55℃~57℃。 紅外輻射用于催陳新醋紅外線人工催陳新醋與催陳新酒的方法類似,對江西萬年縣釀造廠生產(chǎn)的新醋進(jìn)行紅外輻射處理,其結(jié)果是,總酸、氨基酸態(tài)氮和還原糖略有減少,總酯增加,細(xì)菌總數(shù)降為零;紅外輻射處理的殺菌效果比自然老熟3個月的陳醋好,而總酯增加的幅度沒有陳醋好。超聲波用于催陳新酒超聲波在釀造業(yè)中的應(yīng)用主要用于催陳新酒,用于催陳新醋還未見報道。采用頻率為19kHz,功率為 50W 的低頻超聲波對白酒進(jìn)行人工催陳 ,樣品中總酸、總酯和雜油醇的含量隨處理時間的延長有升有降。升降規(guī)律與酒的自然老熟規(guī)律類似。利用頻率為25kHz 的超聲波對楊桃強(qiáng)化酒進(jìn)行處理 ,通過分析乙醇、總酸、總酯和色香味體的感官指標(biāo)表明,經(jīng)超聲波處理后的酒,除色沒受影響外,香、味和體均有增加??傰ルS處理時間延長而增加,但處理20min較10min只稍有增加,同時酒精度和總酸含量隨超聲波處理時間增加呈下降趨勢。當(dāng)試驗中處理時間為 10min,間隔4h為最佳。這說明超聲波處理對提高楊桃強(qiáng)化酒的品質(zhì)有促進(jìn)作用,可以起到加速陳化的作用。采用540W的微波功率,對刺梨干紅原酒處理3min在不同階段測定其陳釀過程中的物質(zhì)變化,隨著處理時間的增加,樣品中總酸和總酯的含量都會發(fā)生變化,但處理組的變化幅度明顯高于對照組,但微波處理對酒的顏色變化影響較小。可見微波處理的辦法在刺梨干紅的人工催陳方面是可行的。~、輻射頻率2450MHz的微波對太原市古燈調(diào)味品有限公司提供的食醋進(jìn)行人工催陳。試驗中以活性炭為載體固載的MnAc、FeCl 和MnAc3eCl復(fù)合催化劑,在微波誘導(dǎo)條件下對食醋的催陳作用。正交試驗表明,經(jīng)過活化處理的MnAc或FeCl 均可使食醋中的酯含量提高,但MnAcFeCl 復(fù)合催化劑可以明顯提高食醋中的總酯含量(p )。催化酯化的最佳條件是:MnAc FeCl 錳復(fù)合催化劑用量為 4g/L,反應(yīng)溫度為30℃,保溫30min。.納米工藝技術(shù)是將流動的液體物質(zhì)在一定的高壓作用下,以2 股極高的超音速流,通過 1 組單晶金剛石溝槽成一定角度對撞,從而激勵金剛石晶片產(chǎn)生高頻超聲波長,使酒中的各類物質(zhì)產(chǎn)生極強(qiáng)的活性,并在這種特殊的狀態(tài)下,使酒的老熟過程瞬間完成??善鸬酱龠M(jìn)酯化的效果,同時使酒的口味更“綿”,酒中的所有醛類物質(zhì)全部消失,甲醇含量降低了幾十倍。 發(fā)酵食品滅菌消毒發(fā)酵食品生產(chǎn)時需進(jìn)行滅菌處理。傳統(tǒng)的滅菌方法通常采用加熱和化學(xué)滅菌處理,但這2種方法會破壞發(fā)酵食品的風(fēng)味,并損失掉某些營養(yǎng)成分。為了最大限度地保持發(fā)酵食品的營養(yǎng)成分,目前采用現(xiàn)代物理技術(shù)進(jìn)行滅菌消毒。.筆者等 利用高壓靜電場對生醬油進(jìn)行滅菌處理并與加熱處理方法進(jìn)行對比,對處理過的醬油進(jìn)行香氣成分、氨基酸、理化指標(biāo)的分析。當(dāng)靜電處理時間≥12min時,細(xì)菌總數(shù)≤4500 個 /mL,已明顯低于國家規(guī)定細(xì)菌總數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)(細(xì)菌總數(shù) 30000個/mL)。就殺滅細(xì)菌而言,加熱處理法比靜電處理法更好。就保持醬油營養(yǎng)成分而言,高壓靜電處理比加熱處理更好。因此,高壓靜電場既可以改善醬油的色、香、味,又可以達(dá)到殺滅醬油中有害細(xì)菌的目的.在發(fā)酵食品中,高壓脈沖電場主要用于生醬油、咸菜葡萄酒等的滅菌消毒。高壓脈沖電場殺菌消毒的優(yōu)點是殺菌時間短、
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