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贵州大学 2013届本科生学位论文米糠复配型甜酒工艺初探 学科专业： 食品科学与工程 研究方向： 米糠复合型甜酒酿的研究技术 导 师： 丁筑红 教授 本 科 生： 王前霞 中国贵州贵阳 2013年5月 目录摘要.1ABSTRACT.2第1章 绪论.3 1.1米糠、糯米资源概述.4 1.1.1米糠资源简介.5 1.1.2糯米资源简介.6 1.1.3米糠营养及生理功能.7 1.1.4糯米营养及生理功能.8 1.2甜酒的相关概述.9 1.2.1糯米甜酒的简介.10 1.2.2糯米甜酒的市场前景.11 1.2.3糯米甜酒的研究现状.11 1.2.4甜酒的相关系列产品.12 1.3本论文的选题背景及研究意义.13 1.4本论文的主要研究内容.14第2章 米糠复合型甜酒酿造工艺研究.15 2.1实验材料.16 2.1.1原料.17 2.1.2主要仪器.18 2.1.3主要试剂.19 2.2分析测定方法.20 2.3实验方法.21 2.3.1工艺流程.22 2.3.2米糠原料的选择.23 2.3.3米糠形态的选择.24 2.3.4米糠挤压工艺条件的确定.25 2.3.4.1挤压温度对甜酒酿发酵的影响.26 2.3.4.2挤压转速对甜酒酿发酵的影响.27 2.3.4.3物料水分对甜酒酿发酵的影响.28 2.3.4.4正交试验.29 2.3.5米糠发酵工艺条件的确定.30 2.3.5.1原料配比对甜酒酿发酵的影响.31 2.3.5.2发酵温度对甜酒酿发酵的影响.31 2.3.5.3酒药添加量对甜酒酿发酵的影响.32 2.3.5.4发酵时间对甜酒酿发酵的影响.33 2.3.5.5正交试验2.4实验结果与分析 2.4.1传统甜酒酿与米糠复合型甜酒酿的比较.35第三章 结论及展望.36 3.1结论.37 3.2创新点.38 3.3展望.39参看文献.40发表论文及参考科研情况.41致谢.42 摘 要米糠是稻谷加工的副产品, 占稻谷质量的6 % 一8% 。含有丰富和优质的蛋白质、脂肪、多糖、维生素、矿物质等营养素和生育酚、生育三烯酚、-谷维醇、28碳烷醇、-硫辛酸、角鲨烯、神经酰胺等生理功能卓越的活性物质，这些成分具有预防心血管疾病、调节血糖、减肥、预防肿瘤、抗疲劳和美容等功能1。在认识米糠功能成分的过程中，应加大对功能成分的工业应用，开发出更多更好的高附加值成品，相信米糠功能成分将会给各行各业带来新的生机。目前市售的甜酒大多以糯米为原料经酒曲固态发酵而成的，它口感醇厚绵甜、酒为独特、带有糯米的清香、同时糯米甜酒营养丰富，因此深受广大消费者的喜爱。甜酒酿中钙、磷等常量元素含量高，有利于人体对钙、磷等元素的吸收。尤其对缺钙的老人来说，甜酒酿是一种理想的低酒精饮料。甜酒酿中这些有益微量元素与米糠中丰富的蛋白质、氨基酸、维生素相互协调和相互补充作用构成了较高的营养价值及保健功效，这些成分有益于增加食欲，恢复机能，帮助消化，开胃健脾。本实验借鉴了传统甜酒的生产工艺，在原来糯米甜酒的基础上加入适量稳定米糠，经酒曲发酵所酿的混合甜酒，除了具有糯米甜酒之特殊香气外，更结合了稳定米糠一些特殊的营养：口感醇甜爽口，色泽诱人，质地均一，酒体协调，营养更加丰富。本论文针对这种米糠复合型甜酒的发酵进行了如下工艺研究：1，米糠品种的选择，以统糠、油糠和滑米糠为研究对象，分别从米糠的营养成分、脂肪品质及微生物指标等方面对各级米糠的品质进行了测定和综合评价，分析出适合甜酒发酵的米糠品种。结果表明：滑米糠淀粉含量最高，其它营养成分也较高略低于油糠，同时最不易酸败，因此，滑米糠是制作本次复合型甜酒的最佳米糠品种之选。 2，制作复合甜酒米糠形态的选择，分别对挤压米糠与蒸煮米糠添加等量的糯米进行混合甜酒发酵。通过过氧化值、总酸度、蛋白质、总糖及感官评价等指标的分析，得出适合复合甜酒发酵的米糠形态。结果表明：挤压米糠是最适合本复合甜酒发酵的最佳米糠形态。 3，米糠挤压工艺条件的确定，在进行了挤压温度、挤压转速、物料水分等挤压条件单因素试验的基础上，以过氧化值、总酸度、蛋白质、总糖、感官评价等为指标进行了正交试验。试验研究得出的最佳挤压工艺参数的组合：挤压温度为160，挤压转速为600r/min，物料水分16%。 4，复合型甜酒发酵的工艺条件的确定，通过研究稳定米糠与糯米的配比量、酒药添加量、发酵时间、发酵温度等发酵条件的单因素实验的基础上，以总酸度、粗蛋白、粗脂肪、总糖及感官评价为指标进行正交试验，试验研究得出的最佳发酵工艺参数的组合：原料配比为1/2，酒药添加量为1.0%，发酵时间64h，发酵温度为30。这个实验结果为本复合甜酒的工艺化生产提供试验依据。 5，在以上最佳工艺条件下进行米糠复合型甜酒的发酵，对所得产品和传统甜酒酿进行粗脂肪、粗蛋白、总糖、膳食纤维的测定，对其进行比较。关键词：稳定米糠；复合型甜酒；挤压工艺； 第一章 绪论1.1 米糠、甜酒资源概述1.1.1 米糠资源简介 米糠是指在稻谷加工成大米的过程中，除去糙米仁外部的棕色层部分1，其组成成分不一，由果皮、种皮、珠心和糊粉层构成2，随着碾白加工过程的进行，米糠逐层剥离米胚，各级米糠的成分也因此不同，选出具有代表性的三级米糠，分别为统糠、油糠及滑米糠，这三级米糠不是由单一的成分构成的，其中统糠由稻壳、果皮及种皮混合而成，油糠是由种皮、珠心及少量糊粉层构成，滑米糠是由大量的糊粉层和少量的米胚构成。1.1.2 糯米资源简介糯米又称江米，是家里经常使用的粮食之一。因其香糯粘滑，常被用以制成风味小吃，深受大家喜爱。逢年过节很多地方都有吃年糕的习俗，正月十五的元宵也是有糯米粉制成的。糯米富含B族维生素，能温暖脾胃，补益中气。对脾胃虚寒、食欲不佳、腹胀腹泻有一定缓解作用。糯米有收涩作用，对了尿频、自汗有较好的食疗效果。糯米食品益加热后食用。糯米不移一次食用过多。糯米性粘滞，难于消化，老人、小孩或病人更宜慎用。1.1.3 米糠营养及生理功能 据资料显示，米糠中含有脂肪、蛋白质、水溶性多糖、膳食纤维、矿物质及多种维生素10。稻谷64%的营养都包含在米糠中11，米糠含有丰富的营养因子，其中蛋白质含量约15%20%，脂肪含量约16%24%，脂肪酸多为亚油酸等不饱和脂肪酸，米糠油为优良的保健食用油，可有效地降低血液中低密度胆固醇浓度12。米糠还含有多种功能因子，如生育酚、生育三烯酚、脂多糖、可食纤维、角鲨烯、-谷维醇等，这些生理活性物质对预防人体心、脑血管疾病、抗癌、增强免疫力、降低血脂、预防便秘和肥胖症具有显著的功能作用13。Thunnop14研究发现米糠含有的花青素，酚醛酸和-谷维素具有很高的抗氧化活性。近年来，米糠在国际上被作为健康食品原料进行深度加工，并开发出各种保健食品，用以预防心血管病、预防肿瘤、降血糖、降血脂、减肥、抗疲劳、美容等15。1.1.4 糯米营养及生理功能。 糯米是营养价值很高的谷物，含有丰富的钙、磷、铁、维生素B1、B2等。因含钙高，所以糯米有很好的补骨健齿的作用。春天乍暖还寒的日子里，吃些糯米会起到御寒、滋补的效果。糯米的主要功能是温补脾胃，所以一些脾胃气虚、常常腹泻的人吃了，能起到很好的治疗效果，还能够缓解气虚所导致的盗汗、腰腹坠胀、气短乏力等症状。糯米制成的甜酒，可用于滋补健身和治病。可用糯米、杜仲、杞子、当归等酿成“杜仲糯米酒”，饮之有壮气提神、美容益寿、舒经活血的功效。还有一种“天麻糯米酒”，是用天麻，党参等配糯米制成，有补脑益智、护发明目，活血行气，延年益寿的作用。糯米不但配药物酿酒，而且可以和果品同酿。如“刺梨糯米酒”，常饮能防心血管疾病，抗癌。1.2 甜酒的相关概述1.2.1 糯米甜酒的简介 随着生活水平的日益提高，更合理、更营养、更健康的食品越来越本人们关注。糯米是糯稻脱壳的米，在中国南方称为糯米，而北方则多称为江米，糯米是酿造糯米甜酒的主要原料。糯米含有蛋白质、脂肪、糖类、钙、磷、铁、维生素B1、烟酸及淀粉等2,营养丰富，为温补强壮食品，具有补中益气，健脾养胃，止虚汗之功效，对食欲不佳，腹胀腹泻有一定的缓解作用3.糯米甜酒是以糯米为原料，酒药（小曲）为糖化发酵剂酿造而成的一种传统的发酵食品，也称娘酒、黄酒、老酒等，它是由五千年历史的古老酒种。幼学琼林中记载：“其味香芬甜美，色泽温赤，饮之通天地之灵气，活经络之神脉，尤适健身养颜之益也。”4在有的地方称糯米甜酒为老糟或醪糟，实际上更贴切的说，醪糟主要是指糯米甜酒发酵的固态部分，而其液态部分则为米甜酒5。醪糟可以用来糟制煮熟的鸡、肉、鱼、蛋等，米甜酒则可以直接饮用，糯米甜酒属发酵食品，酒精含量为5%-15%，糖含量可达25%-30%，酒体或饭体呈乳白色或淡黄色6。糯米甜酒营养丰富、酒度低、酸甜可口且富含多种氨基酸、葡萄糖、麦芽糖以及适量的有机酸、维生素和各种矿物质，深受广大群众的喜爱7。其所含的低糖成分极易被人体吸收，具有快速补充能量、健胃和健脾的功效；适量的有机酸和各种维生素矿物质亦能被人体快速吸收利用，达到均衡营养保健的作用8-9，所以在民间甜酒酿也常被产妇、体质虚弱及劳累之人作为催奶或恢复体力的补品饮用。1.2.2糯米甜酒的市场前景 糯米甜酒营养丰富，有很好的保健功能，是我国历史悠久的保健食品，被广大消费者所喜爱。但是糯米甜酒大都是有小作坊酿造的，这使得糯米甜酒不仅在口感、品质上得到保证，而且在卫生安全方面也很难得到保证。由于小作坊生产规模小糯米甜酒的供应量也是很有限的，因此价格也较高。近几年来也出现了些糯米甜酒的品牌一般为塑料碗状或是玻璃瓶密封包装，这些糯米甜酒生产商的出现丰富了市场的需求。随着人们对健康食品的关注，糯米甜酒已经走进了人们的生活，人们食用糯米甜酒的花样也越来越多，除了可以直接应用以外还可以糟制煮熟的鸡、肉、鱼、蛋等不仅营养丰富，而且味道独特。人们对糯米甜酒的需求越来越大，相对糯米甜酒的供应量就显得不足了，因此糯米甜酒的市场前景是很好的，当然，被次复合甜酒的酿造也会随着有很大的市场前景。1.2.3 甜酒的相关系列产品 近年来也有不少研究人员研究采用玉米为原料酿制玉米甜酒，如吴茂江11、赵春燕12等。90年代后期推广应用的玉米生料酿酒技术，可以显著提高酿酒企业的综合效益。生料酿酒以投资小、见效快、成本低、出酒率高为特点，是国家鼓励发展的科技项目。目前国内外对生淀粉分解酶的研究主要集中在寻找生淀粉分解酶的高产菌种，庞宗文13等报导了一株生淀粉分解酶活较高的根霉，其酶活已达到每克干曲500u以上. 谢舜珍14等从土壤和腐烂的淀粉质中分离到三株生淀粉酶产生菌，经纸层析鉴定，三株菌降解生淀粉的产物均为葡萄糖。 近年来甜酒酿的自制技术在农村得到较大发展，但目前对其酒曲研究的报道很少，对其酒曲的优化研究更少。生淀粉分解酶生产菌用于甜酒制作可以省去传统酿酒法的蒸煮，摊凉等工序，能降低能耗,节约场地、设备，降低酿酒成本，对家庭作业和工业化生产具有广阔的前景，但其口感和品质差是急需解决的问题。目前生淀粉制作甜酒未见报导。甜酒产品状态多种多样,常见的有固体甜酒酿形式，液体甜酒汁等，王建国15等研制的琼脂甜米酒是以甜酒酿均质后为酒基，加入0.12%的琼脂，经灭菌处理而成。该产品介乎于酒与饮料之间，类似浓牛奶，既保留了甜酒酿的风味特色和营养成分，又保留了琼脂的保健功效。不少研究人员将甜酒和其他原料进行混合制作工艺做了研究， 刘凤珠16等将糯米经糖化发酵制得的醪汁与芦荟原汁等料按一定比例混合制得的一种新型饮料，并通过正交实验优选出了最佳工艺配方，最终制得营养丰富、风味独持的芦荟糯米甜酒；唐琳17等将甜酒添加到冰淇淋中研制成甜酒冰淇淋；黄发新18等以番木瓜、西瓜、芒果与其他组料优化组合,多料混酿,研制得到热带瓜果甜酒。近年来对甜酒生产工艺的研究逐渐增多,如杜士良19研究制作了罐装甜酒酿。 1.3 本论文的选题背景及研究意义 我国米糠资源丰富，米糠具有较多营养成分和功能因子，在很多方面有较好的应用前景，并在食品、医药、日化、工业等多方面也已经引起了广泛的关注。国内外也有许多专家学者对其中营养物质进行提取再利用，研究开发米糠的深加工不仅可以充分利用资源，减少浪费，也有利于国家经济增长。我国是世界上最大的稻谷生产国和消费国，而每年产出的米糠量很大，但对于米糠的利用还远不及国外的一些国家。 本论文借鉴了传统甜酒的生产工艺，在原来糯米甜酒的基础上加入适量稳定米糠，经酒曲发酵所酿的混合甜酒，除了具有糯米甜酒之特殊香气外，更结合了稳定米糠一些特殊的营养价值：口感醇甜爽口，色泽诱人，质地均一，酒体协调，营养更加丰富，取得了较理想的效果，具有很好的开发价值。本论文通过米糠在甜酒酿造中的应用研究，以米糠、糯米为主要原料制备的甜酒食品，确定米糠酿造复合型甜酒的可行性。研究探讨米糠综合利用的新途径，同时丰富甜酒产品品种，提高甜酒的营养保健品质，即能实现甜酒的营养价值，也是提高米糠附加值的有利途径。1.4 本论文的主要研究内容 本论文通过从米糠的营养成分、脂肪品质及微生物指标等方面对各级米糠的品质进行了测定和综合评价，分析出适合甜酒发酵的米糠品种，将米糠进行挤压增加其稳定性，对一定比例的稳定米糠、糯米进行甜酒发酵，在挤压温度、挤压转速、物料水分等挤压条件单因素试验的基础上，以过氧化值、总酸度、蛋白质、总糖、感官评价等为指标进行了正交试验，确定米糠挤压工艺条件。同时，通过研究稳定米糠与糯米的配比量、酒药添加量、发酵时间、发酵温度等发酵条件的单因素实验的基础上，以总酸度、粗蛋白、粗脂肪、总糖及感官评价为指标进行正交试验，确定复合型甜酒发酵的工艺条件。 第二章 米糠复合型甜酒酿造工艺研究 甜酒食品作为人们休闲食品的一种，和其他加工产品一样同样存在其不足不全面的方面。因此我们就打算对其进行探讨和研究。探讨，研究并进行改进的问题在于对目前甜酒食品的情况进行一个衡量，指出现在发展中遇到的一些问题。提出解决这些问题的方法和指出今后发展这类产品应作重突出的优势。近几年，世界性的环境质素的下降和人群生活压力的增加，使得处于亚健康状态的人群日渐增多，而同时随着生活水平的不断提高，人们也越来越注重个人健康问题。随着人们健康意识的增强，人们逐渐开始选择健康的食品、饮品。近年来，除了传统糯米甜酒的研究报道外，还有玉米甜酒，芦荟糯米甜酒，瓜果甜酒，黑米、糯米混合甜酒，大豆糯米复合甜酒等系列产品的研究外，目前，米糠、糯米复合甜酒酿的研究还未见报道，因此，为探明米糠糯米复合型甜酒的酿造工艺，本章以单因素实验及正交试验，通过测定总酸度、粗蛋白、粗脂肪、总糖及感官评价等指标确定挤压条件及发酵条件，分析出最佳工艺参数组合。2.1 实验材料2.1.1 原料统糠：统糠（外层糠）由稻壳、果皮及种皮混合而成；油糠：油糠（中层糠）是由种皮、珠心及少量糊粉层构成；滑米糠：滑米糠（内层糠）是由大量的糊粉层和少量的米胚构成。以上米糠分别来自多机碾白工艺的一机、二机、三机米糠，由贵州省贵阳市天香米业提供，由自然存放稻谷12个月后碾制（粉末状：粒度1mm）。 糯米：市售2.1.2 主要仪器FA2004电子分析天平（感量0.0001），上海良平仪器仪表有限公司；3000W电热鼓风干燥箱，上海实验仪器总厂；数显恒温水浴锅，上海香仪器有限公司；索氏提取器，杭州旷维实验室设备有限公司； DS32-型双螺杆挤压机，济南赛信机械有限公司。 生化培养箱？ PH 计？2.1.3 主要试剂 乙醚、石油醚、无水乙醇，均为分析纯2.2 分析测定方法水分：参照GB/T 213052007方法；粗脂肪：参照GB/T 55122008方法；脂肪酶活力：参照GB/T 55232008方法；菌落总数：参照GB 4789.22010方法；维生素E：参照GB/T 5009.822003方法；-谷维素：参照龚院生64等方法；总灰分：参照GB/T 225102008方法；粗蛋白：参照GB 500952010方法；淀粉：参照GB/T 55142008方法；膳食纤维：参照GB/T 5009.882008方法；总酸度：？总糖：糖度计过氧化值：？甜酒酿感官评分标准如下表：项目 标准 最高分 扣分色泽 透明有光泽10 色泽略差12 微浊，透明但光泽差36 浑浊，光泽极差710香气 有浓郁的酒香25 有酒香但不浓郁13 酒香不明显410 有酒香并伴有异香1125口味甜美，醇香，柔和，爽口50甜美，醇香，爽口，但不柔和15甜美，柔和，爽口，酒味较淡薄615酒味淡薄，略带涩，有熟味1625酒味淡薄，苦涩，有辣味2635淡而无味，苦涩，有醋感3640有酸败，异杂味4150口感口感极美15口感稍腻16口感腻味极强715数据处理：试验数据用Excel系统进行分析处理。2.3 实验方法2.3.1 工艺流程 糯米清洗浸泡蒸饭淋饭 搅拌均匀拌曲复合发酵冷却 米糠挤压润水 2.3.2 米糠原料的选择 由表2.1可知，三种不同分级的米糠各营养成分均不同。 统糠是稻谷籽粒外层的米糠，其水分、总灰分、粗脂肪的含量相对其里层米糠较高，分别为14.6%、6.67%和16.1%；其矿物质含量较高，与周裔彬等65实验证实的越接近胚乳，米糠中的矿物质含量越低的结论相符合。统糠粗脂肪含量较高，表明，此级糠在剥离米胚的时候，含油较多的糠层已经脱离米胚，导致统糠的油脂含量较高，说明，统糠适于作为油脂原料利用。统糠的淀粉、粗蛋白及维生素E含量较低，仅为12.31%、5.429 g/100 g和0.29 mg/100g。随着碾米的进行，混入的米胚和小碎米较少，而稻谷壳较多，导致统糠手感粗糙，营养及食用价值较低。表2.1 不同分级米糠的营养成分Table 2.1.different grade of rice bran nutrients水分/%总灰分/%淀粉/%膳食纤维/%粗脂肪/%粗蛋白/（g/100 g）维生素E /(mg/100 g)-谷维素/%统 糠14.606.6713.568.4716.15.4290.290.255 4油 糠12.314.9914.0617.915.413.8400.410.271 2滑米糠11.954.4550.711.7310.57.18400.920.246 2油糠是稻谷碾白加工过程中紧接统糠脱出的后一级米糠，其粗脂肪含量比统糠减少0.7%，为15.4%，说明，此级米糠含油量也较为丰富，可作为油脂的原料；其膳食纤维、粗蛋白及-谷维素含量较高，分别为17.9%、13.84 g/100g和0.271 2%，其中，-谷维素作为米糠中具有功能性的营养因子，是较好的抗氧化剂，能有效地降低人体血液中的胆固醇5,66。由此可见，油糠含油量较为丰富，并含有较高的膳食纤维、蛋白质及其他功能性因子，其食用和营养价值较高，符合GB 103711989饲料用米糠标准，可作为浸油的原料，也可对其进行深加工，提高其利用率。滑米糠是最接近胚乳的米糠，其水分、总灰分、膳食纤维、粗脂肪及-谷维素含量最低，分别为11.95%、4.45%、1.73%、10.5%和0.2462%，其粗蛋白含量为7.184 g/100g，略高于统糠的含量；但滑米糠的淀粉和维生素E含量很高，分别为50.71%和0.92 mg/100g，与石燕67等实验结果相似，此级米糠淀粉含量较高