固定化酵母在啤酒连续后发酵中的应用

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试验以山毛榉木片、多孔陶瓷为固定化载体,进行啤酒酵母的固定化研究及连续后发酵啤酒的风味和氨基酸品质分析。以固定酵母量为评价指标筛选酵母固定化载体;通过正交试验优化啤酒酵母的固定化条件,采用气相色谱与高效液相色谱技术比较分析连续后发酵与传统后发酵生产啤酒的风味物质和氨基酸构成及含量,结果如下:1.以山毛榉木片和多孔陶瓷为固定酵母的载体,比较分析两种载体在固定化连续后发酵中的固定化效果及生产啤酒的各项指标。结果表明,山毛榉木片固定酵母的量高于多孔陶瓷31.2%/g及其生产的啤酒其中双乙酰和乙醛含量分别低于多孔陶瓷12.9%和6.3%。2.固定化时间-温度对载体酵母固定量影响分析及载体固定化机理热力学研究显示,山毛榉木片酵母吸附为多层物理吸附。吉布斯自由能(ΔG0)和活化能(Eact)分别为-37.4KJ和-4.50KJ,吸附平衡建立迅速。细胞-载体和细胞-细胞的相互作用是温和的吸热的过程。3.酵母浓度对酵母固定量的影响分析及其吸附动力学研究显示。试验测定的平衡吸附量Q测与Langmuir、Freundlich方程得到的理论曲线十分相似,回归系数R2分别为0.998和0.948。同时动力学试验结果证明载体对酵母的吸附是以简单的表面吸附为主。4.生长阶段酵母固定效果分析显示:酵母生长时期对山毛榉木片固定酵母量的影响存在差异,衰亡期固定酵母量最高,其次是稳定期,但是考虑到保持酵母活力的需要,选择活力最高的稳定期的酵母进行固定化。5.正交试验设计优化酵母固定化条件,最佳固定化条件:酵母浓度为5×106个/mL,填充率为90%,固定化时间为10h。6.比较分析固定化连续后发酵与传统后发酵生产啤酒的风味物质和氨基酸构成及含量显示:连续后发酵生产的啤酒双乙酰和乙醛含量分别高于传统后发酵0.036mg/L和4.589mg/L;连续后发酵生产啤酒所测的13种氨基酸中酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸和苯丙氨酸分别低于传统后发酵13.1%、7.5%、31%、2.2%、29.5%。综上所述,山毛榉木片作为载体固定化酵母能力优于多孔陶瓷,可用作固定化的载体材料,且其固定化原理是表面物理吸附,同时作为载体其生产的啤酒的风味物质均在啤酒阈值范围内,可用于固定化连续后发酵生产啤酒。
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