啤酒酿造过程中富硒条件及硒检测方法的优化

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硒为人体必需的营养元素之一,具有多种生理功能。我国啤酒企业发展迅速,不仅生产量世界第一,同时也是世界上最大的啤酒消费市场。随着居民对啤酒的消费需求日益旺盛,我国的功能性啤酒发展潜力非常巨大。本课题以啤酒大麦为原料,通过人为添加亚硒酸钠溶液在制麦阶段来进行富硒发芽,采用一次升温浸出糖化法进行富硒麦芽糖化试验,来模拟啤酒发酵过程中的制麦、糖化以及发酵过程,通过优化筛选各阶段工艺条件,检测并记录有机硒含量从原料大麦到酒精发酵的全部过程,旨在为富硒啤酒产品的开发提供理论依据和参考。取得的主要研究结果如下:1.对比了电感耦合等离子体质谱法和原子荧光光谱法检测硒含量,得出ICP-MS法检出限为0.0385ng?ml-1、重复性1.04%、回收率为98.1%-101.0%,相对荧光法具有较高的稳定性和准确度。针对现行的GB5009.93-2010方法中样品前处理条件差异较大、操作细节不确定,对样品检测结果带来一定的影响这一问题。通过单因素试验得出ICP-MS测硒的最优条件为消解时加入3mL硝酸,使用浓度为2%的乙醇基体改进剂,并且选用Ge作为内标物质。2.筛选出最佳富硒麦芽的工艺优化条件。通过对大麦富硒过程中的条件(浸麦温度、浸麦时亚硒酸钠浓度、发芽温度、发芽时间、发芽加硒量)进行单因素试验,然后对麦芽富硒影响较大的三个因素进行Box-Behnken响应面分析,得出最佳的大麦富硒条件为:浸麦温度18℃、浸麦亚硒酸钠添加浓度为250mg/L、发芽温度13.9℃、发芽时间3.91d、发芽加硒量0.56g/L(5mL/30g)。在此优化条件下,麦芽有机硒含量达到30.3μg/g。3.确定了富硒麦芽最佳糖化工艺条件。采用单因素和正交试验方法,研究不同料水比、50℃保温时间→65℃保温时间对有机硒含量的影响,得出富硒麦芽最佳糖化工艺条件:水料比5.5:1、50℃保温时间70min、65℃保温时间120min。该条件下,富硒麦芽糖化液有机硒含量是1.1μg/mL,即每克富硒大麦制备糖化液含硒量11μg。4.探索出富硒酒精发酵的最佳条件。采用单因素和正交试验方法,研究酒精发酵过程中不同酵母接种量、发酵温度、发酵时间对啤酒产品的有机硒含量的影响,得出富硒啤酒最佳富硒发酵工艺条件:酵母接种量0.4%、发酵温度15℃、发酵时间7d。该条件下,发酵液有机硒含量为1μg/mL。
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