新疆特色格瓦斯工艺的研究开题报告

1 来源及研究的目的和意义
1.1课题来源
 石河子大学食品学院文档范文设计任务书
1.2 研究的目的和意义
 格瓦斯（kvass/kbac）是俄语译音，俄式饮料。是用面包、葡萄发酵酿制而成，颜色近似啤酒而略呈红色,酸甜适度，近似酸梅汤,是一种无酒精的发酵清凉饮料。在我国哈尔滨，新疆的伊犁、塔城、乌鲁木齐比较流行。在国际上是与可乐并驾齐驱的两大饮料之一，其具有天然发酵的醇香味，气足泡多，酸甜适度，清凉爽口，伴有酒花味，尤其一种特有的麦乳与酒花发酵的芳香。由于格瓦斯中含有菌体和某些来自原料的未完全分解成份。因此它是一种非透明液体，即有一定程度的混浊与沉淀[1]。
 由于格瓦斯中多种有机、无机物质的存在和葡萄酒鲜美的风味，使它不仅成为一种营养丰富的饮料，而且在适量饮用的情况下，还能防治多种疾病，增强人体健康。可对神经运动中枢起作用，给人以舒适、愉快的感觉，这种精神平衡状态，使我们的思维更为敏捷，判断更为准确；有利于蛋白质的同化，可以调结肠的功能，对结肠类有一定疗效；可以帮助消化，防治便秘；酒石酸钾和硫酸钾含量较高，可以利尿防治水肿；含有多酚类物质，具有杀菌作用；有防治心血管病的作用，能提高血液中高密度脂蛋白的浓度，而高密度脂蛋白可以将血液中的胆固醇运入肝内并在那里进行胆固醇——胆酸软化，防止胆固醇沉积干血管内膜，从而防治动脉硬化；由葡萄皮带入的白藜芦醇，抗癌性能在数百种人类常食的植物中最好，可以防止正常细胞癌变，并能抑制癌细胞的扩散；聚苯酚是葡萄中一种特有的物质，具有强力的抗氧化功效，现在不少科学家认为，这种物质对人体可起到防癌和延缓衰老的作用；含有较多的抗氧化剂，如酚化物、鞣酸、黄酮类物质、维生素C、维生素E、微量元素硒、锌、锰等，能消除或对抗氧自由基，所以具有抗老防病的作用，使皮肤少生皱纹的功效。据调查统计表明，生活在盛产葡萄酒区域的人们，由于饮用葡萄酒的机会较多，所以平均寿命较长[2]。在葡萄种植园工作的农民，平均寿命达90岁以上。因此，格瓦斯既是清凉解暑的佳品，也是有利于人们身体健康的保健饮料，非常适合市场开发及推广。
 馕,是新疆各兄弟民族喜爱的主要面食之一，已有两千多年的历史。馕的品种很多,大约有五十多个。常见的有肉馕、油馕、窝窝馕、芝麻馕、片馕、希尔曼馕，等等。馕的一般做法跟汉族烤烧饼很相似。在面粉(或精粉)中加少许盐水和酵面，和匀，揉透，稍发，即可用馕坑(吐努尔)烤制，馕坑呈圆形，以土烧制而成。添加羊油的即为油馕；用羊肉丁、孜然粉，胡椒粉，洋葱沫等佐料拌馅烤制的乃为肉馕。将芝麻与葡萄汁拌和烤制的叫芝麻馕，等等；皆因和面和添加剂成分、面饼形状、烤制方法等各不相同，馕的名称也就相应而别。传说当年唐僧取经穿越沙漠戈壁时，身边带的食品便是馕，是馕帮助他走完充满艰辛的旅途。通过这个美好的传说，各族人民把馕看做日常生活必备的食品。（为何用馕作原料代替面包没有说！有何不同？在成分、味道。。。。？不能只是介绍馕是什么？）
 新疆有着这种独特的资源和地缘优势，这里有适合生产加工格瓦斯的优质原料和生产环境，本品的研发目的是用馕代替面包进行格瓦斯新工艺的研究，使得其适合利用新疆本土化原料进行特色格瓦斯的酿制，研制开发出一种营养丰富，酒精含量低微，除消暑、解渴外还能增进人体消化功能的保健饮料。本产品的研发不仅可以节约利用当地丰富的葡萄、啤酒花、粮谷、砂糖和蜂蜜以及少量引子等原料，促进本地的葡萄生产销售及经济的发展，更能为广大消费者提供一款营养丰富、口味独特的良好保健饮品[3]。
2 本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析
2.1格瓦斯的加工研究现状
 目前可用许多不同的方法制作格瓦斯，主要有：浸出去、糖化法、混合法及兼煮并浸法。2.1.1浸出法
 此种方法有两次或三次浸出法。在热水中浸泡粉碎的面包原料麦芽和燕麦粉、格瓦斯面包或者是干格瓦斯，其工作程序为：开始在糖化槽放入70%的70-73℃水，然后在不断搅拌条件？不逐渐加入经过计算的干格瓦斯或者是粉碎的格瓦斯面包。原料加完后，继续搅拌30分钟，加入其余的30%的水，糖化需保持1.5小时。小心将澄清的第一格瓦斯由沉淀物上面放出，经过细筛板过滤，通过铜制的逆流冷却器放到收集槽内或发酵槽内。第一汁的浓度为3-3.5%。在沉淀物里加入热水，搅拌30分钟，浸泡一小时，第二次浸泡后得到的第二汁，同样通过冷却并加到收集槽内。用同样方法得到第三汁，但加水量不能满量，此时需计算加入槽中面包原料数量应得的格瓦斯量，所制作全量格瓦斯平均浓度为1.2-1.5%，在发酵前在格瓦斯中加糖，其作法是糖制成糖浆，根据加糖标准加糖浆量为全糖量的25%。
 浸出法所酿得的优良格瓦斯应具有可口的面包香味和味道，但这个方法所制备的格瓦斯浸出物损失较多[4]。
 2.1.2糖化法
 用此法制作格瓦斯与酿造啤酒麦芽汁有其相同之点，可以在相同设备上实现。粉碎的燕麦和大麦芽的糖化可在糖化槽中进行。糖化开始，糖化醪液温度为45-50℃，在糖化槽的化醪升温达63-65℃，保持15-20分钟，然后进行第二次升温到70-73℃。保持15-20分钟进行糖化。糖化彻底后打入过滤槽，醪液澄清之后开始？第一瓦斯汁的滗析工作，即槽上面澄清汁被析出。在沉淀物中加热水，并搅拌、澄清20分钟之后滗析第二汁。用相同的方法可得到第三汁。由于糖化醪中麸质含量很高，过滤非常困难，因而采用了滗析的方法。被滗析出的格瓦斯放到麦汁煮沸锅，加热煮沸浓缩到要求的浓度。使用这个方法可大大地减少面包原料浸出物损失，但酿得的格瓦斯香味少，没有像侵出法所酿得的格瓦斯和干格瓦斯酿得的格瓦斯的那种可口的面包香味和味道[5]。
2.1.3混合法
 该法是浸出法和糖化法相结合的一种方法。使用混合法操作是浸出槽加热水，加入粉碎的面包原料，混合均匀，醪液的温度为70-73℃，浸泡时间为1.5小时。滗析澄清的格瓦斯放到收集槽内，用少量的水洒在澄清的沉淀物上，输送到糖化锅加热至沸，煮浸30分钟，在糖化锅中加入冷水，使糖化醪的温度降到70-75℃，然后加部分粉碎的大麦芽，使其可利用物进行糖化。糖化之后，澄清的格瓦斯用滗析的方法注入吸集槽，剩下的再加入开水，搅拌澄清之后以同样方法打入同一收集槽。由收集槽将全部格瓦斯打入发酵槽。该法是用沉淀物的糖化补救方法，使之达到较浸出法较好的原料利用[3]。
2.1.4兼煮并浸法
 燕麦芽和燕麦粉在1.5Kg/cm2压力下蒸煮2小时。被蒸煮的原料占面包原料总量的87%，其中有53%的燕麦芽和34%的燕麦粉，而13%的大麦芽加到放出的第一格瓦斯之后，用于沉淀物的糖化上。在安有搅拌机的蒸煮锅中，放入原料重量40%的水，加入上述配比的燕麦芽和燕麦粉，在连续搅拌条件下，加热蒸煮。将具有强烈的面包香的黑色蒸香醪液放入糖化槽中，在槽中加入为用水量的一半的50℃的水。搅拌均匀，保持1小时。澄清之后倒出第一格瓦斯，在澄清的沉淀物加入60℃的水，并在搅拌情况下加入粉碎的麦芽。将全部糖化醪的温度提高到70℃，保持30分钟进行糖化，并重新静置1小时。醪液澄清之后倒出第二格瓦斯，于沉淀上再注入70℃的热水，搅拌30分钟，静置1小时，此后倒出第三格瓦斯。制成的格瓦斯进行冷却，并加入占糖总量25%的糖浆，打入发酵槽。
  本法可保证得到如用格瓦斯面包原料和干格瓦斯原料的浸出法所酿得的格瓦斯的可口的面包香味和味道，但浸出物的损失大为减少[3,4,5]。
2.2  格瓦斯发酵调配工艺的研究现状
 格瓦斯冷却到25-28℃，打到发酵槽内，接入2-4%的预先准备好的格瓦斯纯种酵母和乳酸菌。菌种名一般为格瓦斯酵母Rassm、格瓦斯乳酸菌，此两种菌种是A.U切可诺夫从格瓦斯生产中分离的。混合发酵实行的办法是：采用单独连续培养纯菌的酵母和乳酸菌，在一定时侯进行混合。格瓦斯的发酵温度23-25℃，时间6-12小时。根据原格瓦斯浓度降低1%即确定发酵结束。此时格瓦斯的主要指标，酸度0.18%(以乳酸计算)，发酵结束时冷却到10-12℃，与酵母一起倒出发酵槽，进行过滤和调配[6,7]。
 鲜格瓦斯用糖浆和薄荷浸剂进行调配。格瓦斯的加糖量，总加糖量25%在发酵时加入，75%的糖量加入到鲜格瓦斯中，糖要调成糖浆状。当格瓦斯色度不足时，在调配时应加入糖色。调配之后搅和，取样品尝，按下列指标确定：即浓度、洒精含量和酸度，如格瓦斯的质量达到指标要求，冷却到10-12℃，装桶和装瓶。瓶装格瓦斯应保存在2-12℃、暗室、通风良好的房间内[9]。
2.3  格瓦斯产品的生产开发现状
 格瓦斯酒原产于俄罗斯，在彼得一世以前，它是俄罗斯人的主要饮料。当时这种饮料以其品种多样、味道甜美及对健康有益征服了整个俄国和来往于俄罗斯的八方游客。从农民到沙皇，不分高低贵贱，人皆享用，成了人们生活中不可缺少的饮料支柱。今天，主宰俄国饮料市场的时代早已成为历史，但它至今依然是俄罗斯人喜爱的一种饮料；日本也有生产，而且发展了多种其他原料的酿造方法[6]。
 国内哈尔滨、山西等地都有生产，但其规模较小、口味淡、原料单一、无特色等原因，使市场的销售并不乐观。因此，对于格瓦斯的国内开发和利用有着很好的发展前景。目前国内主要以葡萄酒的生产为主，而对于像格瓦斯这样的葡萄及其他原料混合制品，还没有进入成熟的研究及生产阶段。所以，对于本课题的研究开发具有着开拓进取的重要意义。
3 对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析
3.1 本课题的任务要求
3.1.1 查阅资料，撰写开题报告；
3.1.2 收集有关国内外文献资料，了解本课题国内外的研究状况和发展趋势；
3.1.3 设计实验方案：
 (1)确定技术路线和关键技术难点，优化实验方案；
 （2）对已有的工艺流程进行进一步的验证与修订，优化工艺，使其适合利用新疆本土化原料进行特色格瓦斯的酿制。
 (3)进行单因素和正交实验，确定最佳的工艺技术参数。
3.2 可行性分析
 格瓦斯工艺流程简单、成本低、设备简单，本课题在杨老师的指导，依托我院提供的实验室（发酵实验室）及其设备和仪器，加上大学图书馆及我院资料室的资料来源，可以完成该课题。
4 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路
4.1 本课题重点研究的、关键的问题
原料的选择、配比的确定
发酵条件、工艺参数的确定
发酵过程中理化指标的变化及检测
稳定剂的选择与添加量的确定
对于新疆特色格瓦斯的质量评定
4.2 解决思路
 查阅相关文献资料，通过实验，对现有的工艺进行改进优化，对相关数据进行分析处理，最终确定相关参数得出比较完整的实验方案及工艺。运用具有本土化的原料（新疆葡萄，酒花，粮谷类原料等）进行发酵酿造，取得预期的产品。
5 完成本课题所必须的工作条件
5.1 材料
5.1.1 葡萄、馕（市场采购）、大麦芽（农学院实验用大麦进行发芽得到）
5.1.2 菌种（由《新疆特色格瓦斯菌种研究》发酵实验室培养得到的酵母）
5.1.3 异亮氨酸、茚三酮、葡萄糖、果胶酶、a-淀粉酶
5.2 设备
    干热消毒箱、电热恒温培养箱、数显不锈钢电热恒温箱、台式离心机、PH/mv/℃测定仪、生化培养箱、冰箱、手持测糖仪、浊度计、粉碎机。
6 完成本课题的工作方案及进度计划
6.1 工作方案
6.1.1加工工艺的设计[5,10]
 葡萄 → 去皮去籽 → 榨汁
                                      
 大麦芽→破碎→糖化→过滤→煮沸          扩大←活化←酵母 
                                                   
 馕 →烘烤 →糊化 →液化 →糖化 →过滤 → 一次发酵 → 补糖 →二次发酵
                                                    
                       成品 ← 灭菌 ← 装瓶 ← 调配 ← 过滤 ← 澄清
6.1.2 预期产品配料
 馕、葡萄、大麦芽、菌种、蜂蜜、白砂糖
6.2 进度计划
 1．2008.10.10－2009.1.10：查阅资料，完成范文综述、翻译、开题报告，制订实验方案。
 2．2009.2.23－2009.3.15：设计具体实验步骤，熟悉实验器材。
 3．2009.3.16－2009.5.24：进行实验并完成相关数据分析处理。
 4．2009.5.25-2009.6.8：用修正后的实验方法对各实验数据进行检测，确定最佳工艺参数，对实验数据进行整理。写出范文初稿。
 5．2009.6(第17周)答辩：完成文档范文和答辩。
7 主要参考资料
[1]刘虎成.红薯格瓦斯的研制[J]，食品科技，2000(01):12-15.
[2]武国栋.工业化生产PET格瓦斯饮料的研究[J]，饮料工业，2006(07):31-33.
[3]徐速,刘复军,梁金钟，等.工业化生产格瓦斯的研究[J]，生物技术,1997(04):21-22.
[4]郑凤荣,刘庆君.家庭自制格瓦斯饮料[J]，吉林特产高等专科学校学报, 2004(02):12-13.
[5]张柏青.面包格瓦斯生产中的问题和改进意见[J]，食品科学,1982(04):8-9.
[6]陈陶生.发酵工业辞典[M]，中国轻工业出版社,1991:520-531.
[7]姚大鹏，张华江，等．小黑麦啤酒糖化工艺的探讨[J]，食品工业科技，2000(5)：46～47.
[8]葛健,王正祥.工业微生物实验技术手册[M],中国轻工业出版社,1994:355-357.
[9]刘宝家，李素梅，柳东等．食品加工技术工艺和配方大全[M],科学技术文献出版社，1998:55-56.
[10]党建章.发酵工艺教程[M]，中国轻工业出版社，2003：67-69.

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