鎮(zhèn)江香醋固態(tài)發(fā)酵過程重要理化指標(biāo)的快速檢測研究.pdf

1、固態(tài)發(fā)酵（Solid state fermentation，SSF）是鎮(zhèn)江香醋的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，直接決定著成品醋的風(fēng)味和品質(zhì)。目前，固態(tài)發(fā)酵理化指標(biāo)的檢測方法以離線檢測和理化分析檢測為主，檢測結(jié)果往往滯后于實際生產(chǎn)過程，導(dǎo)致固態(tài)發(fā)酵的生產(chǎn)控制主要依賴人工經(jīng)驗，難以有效保障鎮(zhèn)江香醋的品質(zhì)。本文針對醋醅固態(tài)發(fā)酵過程的三個階段（提熱階段、過杓階段、露底階段），分析溫度、水分、總酸、pH值以及不揮發(fā)酸等理化指標(biāo)的變化規(guī)律，并研究了上述理化指標(biāo)

2、對應(yīng)的快速檢測方法和在線檢測裝置，期望為鎮(zhèn)江香醋固態(tài)發(fā)酵的工藝控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)手段。主要研究的內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下所述:
　　1.醋醅發(fā)酵過程中的溫度、水分實時分析。研制溫度和水分在線檢測裝置，實時獲得SSF過程中溫度和水分的變化數(shù)據(jù)。溫度跟蹤監(jiān)測的結(jié)果表明:在提熱階段，溫度持續(xù)上升，會出現(xiàn)50℃高溫，并有自降現(xiàn)象;在過杓階段，醋醅由上到下溫度逐步降低，上層溫度維持在38～46℃，下層溫度維持在33～35℃范圍內(nèi);在露底階段，

3、醋醅溫度從上到下溫度依次降低。水分跟蹤檢測的結(jié)果表明:發(fā)酵初期上層水分含量較低，在55％～60％之間，中下層水分含量在70％左右;隨著發(fā)酵和翻醅的進行，上下層的水分逐漸接近，均維持在65％～70％之間。
　　2.基于理化分析方法的醋醅SSF過程中總酸、pH值以及不揮發(fā)酸的跟蹤檢測。結(jié)果如下:①醋醅的總酸含量在固態(tài)發(fā)酵的中的檢測結(jié)果為:在提熱階段，總酸含量增加緩慢，其含量為324mg/100g醋醅;在過杓階段，含量迅速增加，從187

4、0達(dá)到5960mg/100g醋醅;露底階段，醋醅中的總酸稍有增加，最終維持在7000～9000mg/100g醋醅之間。②pH值分上、中、下3層檢測，在提熱階段，pH值從3.81上升至4.22;過杓階段，下層酒醪的pH值很穩(wěn)定，基本維持在3.97～4.09范圍內(nèi);露底階段，上、中、下pH值均維持在3.6～3.67之間;整個發(fā)酵過程，pH值變化趨勢是先升高，又迅速降低，之后趨于平穩(wěn)。③在提熱和過杓階段，不揮發(fā)酸均逐漸增加，過杓結(jié)束時其含量達(dá)

5、到最高為2120mg/100g醋醅;在露底階段，其含量略有降低，最終不揮發(fā)酸含量為2000mg/100g左右。
　　3.基于高光譜圖像信息的總酸、pH值和不揮發(fā)酸含量預(yù)測研究。①提取醋醅高光譜圖像的光譜信息，使用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變化、中心化、一階導(dǎo)和二階導(dǎo)等預(yù)處理方法將光譜進行預(yù)處理;②基于高光譜圖像技術(shù)結(jié)合全局偏最小二乘(PLS)、區(qū)間偏最小二(iPLS)以及聯(lián)合區(qū)間偏最小二乘(siPLS)模型建立總酸、pH值和不揮發(fā)酸含量的定量預(yù)測模

6、型。結(jié)果表明采用siPLS建模方法獲得了最佳預(yù)測模型，則總酸、pH值和不揮發(fā)酸的實測值和預(yù)測值之間的相關(guān)系數(shù)R分別為0.8316、0.9455和0.8755。③利用高光譜圖像技術(shù)結(jié)合主成分分析(PCA)和逐步線性回歸模型(SMLR)研究醋醅總酸的分布情況，判斷醋醅發(fā)酵的均勻性。表明在微生物代謝活躍的地方總酸含量較高，由于翻醅機的現(xiàn)有的缺陷或局限性造成翻醅不均，影響發(fā)酵。依據(jù)此結(jié)果能快速直接地判斷發(fā)酵醋醅的均勻性，及時了解發(fā)酵狀況，研究結(jié)