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酒醅中可溶性淀粉轉化葡萄糖有多少?
酒曲生產需要一定的發酵周期,發酵過程不便調控,因此酒曲的化學成分分析對于制曲生產起著相當重要的作用。衡量大曲質量的優劣主要是根據大曲的水分、酸度、淀粉、發酵力、酯化力、糖化力等理化指標的大小,再輔以感官來進行綜合評判。其中大曲糖化力是一個重要指標,是表征大曲將酒醅中可溶性淀粉轉化為葡萄糖的能力。檢測大曲糖化力的傳統方法為斐林試劑法,存在耗時長、樣品前處理過程繁瑣等不足,因此建立一種快速、高效的大曲糖化力檢測方法具有重要意義。本實驗采用步琦的近紅外光譜儀 NIRMaster 對大曲糖化力的快速檢測。
近紅外光譜技術
結合偏最小二乘法檢測大曲糖化力
儀器設備
瑞士 Buchi 公司的 NIRMaster 傅里葉變換近紅外光譜儀。光譜譜區范圍為 4000~10000 cm-1,光譜分辨率為 8 cm-1,掃描次數為 48 次,測量序列個數為 3。
樣品
酒廠釀酒周期的現用大曲 200 個
實驗方法
3.1
大曲糖化力化學方法測定
大曲糖化力的化學測定法采用斐林試劑法。大曲中的糖化酶能將淀粉水解為還原糖,還原糖可以將斐林試劑中的二價銅離子還原為一價銅離子,反應終點由次甲基藍指示。根據還原一定量的斐林試劑所需的還原糖量,可計算大曲樣品的糖化酶活力,即 1g 大曲在 35 ℃、pH4.6 條件下,反應 1h,將可溶性淀粉分解為葡萄糖的能力。每個樣品的檢測均取 2 個平行樣。
3.2
大曲樣品的近紅外光譜測量方法
將大曲樣品平鋪于培氏培養皿樣品杯底部,樣品量約占樣品杯 2/3,并用樣品勺壓緊,避免出現縫隙,然后將樣品杯放置于測量池上進行測量。
結果
實驗數據處理方法采集的光譜數據用 NIRCal 化學計量學分析軟件處理和計算。
▲ 大曲糖化力化學值與預測值的散點圖
上圖可直觀的看出模型的光譜預測值與原始值的相關性較好。其中,建模集的相關系數為 r 為 0.9613,驗證集的相關系數 r 為 0.9528;建模集標準偏差 SEC 與驗證集標準偏差 SEP 的比值為 29.6099/29.7088=0.9967,模型穩定性較好,具有很好的預測能力。
▲ 未知樣品含量預測值與化學值的比較
模型的驗證結果可以看出,大曲糖化力近紅外模型預測值的平均相對誤差為 5.27 %,說明該近紅外模型有較好的預測能力。為考察兩種方法檢測結果之間的差異性,采用 SPSS 軟件對 50 組大曲樣品進行差異顯著性分析。結果見下表。
從分析結果可以看出,在 0.05 水平上,兩種方法差值的顯著性結果為 0.830,大于 0.05,說明兩種方法的檢測結果的差異性并不顯著,均可以反映大曲糖化酶活力大小,該模型可以用于大曲糖化力的預測。
討論
本試驗采用近紅外光譜技術結合偏最小二乘法建立了預測大曲糖化力的定量模型。通過對模型的預測結果與傳統方法檢測結果的對比分析可以看出,該模型的準確度可以滿足實際生產中大曲糖化力的預測。
近紅外光譜分析具有以下特點:
操作簡單
分析速度較快,適合大批量重復測試
測試過程中無需使用化學試劑、無污染
樣品可以重復使用
可用于生產線等在線檢測
參考文獻
王軍凱,王衛東,蔣明,韓瑤,等. 近紅外光譜技術結合偏最小二乘法檢測大曲糖化力[J].釀酒,2018(3):116-118.
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