響應(yīng)面法優(yōu)化馬蹄發(fā)酵果醋工藝研究

余順榮

摘要：本文所進(jìn)行的研究主要是以馬蹄作為原材料進(jìn)行的，主要的研究目的是探究液態(tài)發(fā)酵馬蹄果酒和果醋的最佳生產(chǎn)工藝條件，研究所采用的主要方法是響應(yīng)面法。通過研究試驗的各個數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)將pH值設(shè)置成4.6時，將發(fā)酵溫度控制在32度，并且進(jìn)行持續(xù)6天的發(fā)酵，接種量設(shè)置成2%，此時馬蹄酒精發(fā)酵的效果最好，能夠達(dá)到12.2%。因此本文根據(jù)利用響應(yīng)面法優(yōu)化馬蹄發(fā)酵果酸的工藝進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：響應(yīng)面法;馬蹄;發(fā)酵;工藝

馬蹄作為我們現(xiàn)階段價值極高的一種營養(yǎng)物質(zhì)，其中含有多種微量元素。除此之外，還包含維生素、蛋白質(zhì)等。馬蹄在現(xiàn)階段的應(yīng)用中較為廣泛，經(jīng)常以保健品的形式出現(xiàn)。除了能夠調(diào)整人體血液中的血脂濃度外，同時還有一定的抗菌抗氧化作用。我國馬蹄產(chǎn)量即為豐富，占據(jù)世界馬蹄總量的95%。在中國境內(nèi)，馬蹄產(chǎn)量最多的要屬賀州，因為馬蹄與其它果實產(chǎn)品相比不易儲藏，并且市場上的供求量比較小，因此由馬蹄制作而成的產(chǎn)品種類比較少。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了人們生活水平的提高，同時在市場當(dāng)中，馬蹄產(chǎn)品也受到了廣大群眾的喜愛和認(rèn)可，但是就目前市場上馬蹄產(chǎn)品的種類和品質(zhì)來說不足以滿足市場的需求。隨著市場多樣化的發(fā)展，果醋類飲品已經(jīng)得到了廣大人民的關(guān)注，目前我國對于馬蹄果醋的研究比較少，本文進(jìn)行的試驗主要是對此進(jìn)行了研究。

材料與方法研究

實驗材料。進(jìn)行本試驗研究，要選擇新鮮的馬蹄作為主要的材料，要保證所選擇的馬蹄沒有受到病蟲的侵害，還要選擇市面上出售的白砂糖作為材料。此外要保證試驗的成功，還要有必要的試劑，主要包括氫氧化鈉、淀粉酶、果膠酶、酵母、醋酸菌等。

馬蹄發(fā)酵果醋實驗器材。研究響應(yīng)面法優(yōu)化馬蹄發(fā)酵果醋工藝必須要具備以下儀器和設(shè)備：榨汁機(jī)、搖床、天平、恒溫水浴鍋、糖度計、酒精計等。

制作工序.（1）馬蹄水解液的制備工藝流程：首先要把選擇好的馬蹄原材料進(jìn)行清洗，之后把馬蹄軟化在榨汁機(jī)上進(jìn)行榨汁，調(diào)節(jié)所需要的PH值以及馬蹄汁的濃度并控制好溫度，加入淀粉酶進(jìn)行液化處理，最后經(jīng)過糖化滅菌形成馬蹄水解液。（2）馬蹄果醋發(fā)酵制作程序：將準(zhǔn)備好的馬蹄水解液進(jìn)行滅菌處理，然后調(diào)整馬蹄水解液中糖的濃度和PH值進(jìn)行酒精發(fā)酵，在酒精發(fā)酵的過程中要密切關(guān)注PH值的變化，當(dāng)達(dá)到一定值時進(jìn)行醋酸發(fā)酵，最后加入陳醋，再進(jìn)行滅菌處理得到成品。

馬蹄發(fā)酵果醋實驗內(nèi)容。本試驗的目的主要是研究在怎樣的條件下才能使酒精發(fā)酵的效率最高，相關(guān)研究表明，影響酒精發(fā)酵效率的因素主要有，酵母接種量、PH值以及發(fā)酵的溫度和時間，因此本文進(jìn)行了正交試驗，研究這些因素對馬蹄酒精發(fā)酵所產(chǎn)生的影響。

除了要對酒精發(fā)酵的影響條件進(jìn)行研究之外，本試驗還研究了醋酸發(fā)酵的影響因素。所選擇的原材料是馬蹄果酒，相關(guān)研究表明醋酸發(fā)酵會受到酒精濃度、轉(zhuǎn)速和溫度等因素的影響，所以在試驗的過程中，我們先調(diào)節(jié)好發(fā)酵的PH值、糖度以及酸度，然后對其他影響因素進(jìn)行研究。

結(jié)果與分析

馬蹄酒精發(fā)酵使用工藝的確認(rèn)。除了進(jìn)行單因素條件試驗研究馬蹄的果酒酒精發(fā)酵的優(yōu)化條件之外，還要進(jìn)行正交試驗，對可能影響馬蹄酒精發(fā)酵效果的接種量、PH值、發(fā)酵的時間、發(fā)酵溫度等因素進(jìn)行研究，當(dāng)酒精度達(dá)到最優(yōu)時證明此條件下為最優(yōu)的發(fā)酵條件。根據(jù)正交試驗的具體數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)PH值的大小對馬蹄酒精發(fā)酵的影響最大，其次，溫度和時間的影響也比較大，另外影響馬蹄酒精發(fā)酵效率的因素是接種量。根據(jù)實驗結(jié)果當(dāng)中的各個數(shù)據(jù)，我們還能夠得知，把發(fā)酵時的PH值設(shè)置成4.5，接種量控制在2%，并且溫度為32度，發(fā)酵時間在6天的時候能夠達(dá)到最好的酒精發(fā)酵效率。所以我們選擇在此條件下得到的馬蹄果酒進(jìn)行醋酸發(fā)酵研究。

馬蹄醋酸發(fā)酵工藝的確認(rèn)。首先研究初始酒精濃度對馬蹄醋酸發(fā)酵的影響，在確定一定的接種量和轉(zhuǎn)速條件下改變酒精濃度，得到相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)。由實驗數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)醋酸發(fā)酵的效率與酒精濃度呈現(xiàn)正比例關(guān)系，但是當(dāng)酒精濃度達(dá)到13%的時候，就會抑制醋酸的發(fā)酵，同時醋酸發(fā)酵的效率會與發(fā)酵時間呈現(xiàn)負(fù)比例關(guān)系，當(dāng)其他值不變，酒精的初始濃度調(diào)整為10%的時候，發(fā)酵6天時，醋酸發(fā)酵的效率最高。

然后我們又用相同的方法研究了轉(zhuǎn)速和發(fā)酵溫度，對馬蹄醋酸發(fā)酵的影響。由實驗數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)醋酸發(fā)酵的效率與轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)正比例關(guān)系，但是在發(fā)酵過程中我們也需要考慮實際情況，不能將轉(zhuǎn)速調(diào)的過快。由實驗數(shù)據(jù)我們可以得知，溫度在32度以上時，是醋酸菌生長的最適宜溫度。

響應(yīng)面試驗分析。響應(yīng)面試驗的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，響應(yīng)面試驗所建立的模型具有一定的顯著性，對研究結(jié)果不會造成很大的誤差，能夠?qū)︸R蹄果醋發(fā)酵工藝進(jìn)行研究和測定。

通過本實驗研究，我們發(fā)現(xiàn)接種量、PH值、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、轉(zhuǎn)速、都會對馬蹄果酒酒精發(fā)酵以及醋酸發(fā)酵產(chǎn)生影響，但是在確定最優(yōu)發(fā)酵環(huán)境時，我們也需要考慮實際操作情況，如此才能夠達(dá)到最好的發(fā)酵效果。

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