高花色苷保留率桑椹酒的开发及年产10000吨桑椹果酒工厂的设计(附件)
本论文研究高花色苷保留率桑椹酒的酿造方法与年产10000吨桑椹果酒工厂的设计。通过实验，得出在28℃时，聚乙烯醇（PVA）-海藻酸钠（SA）发酵法、海藻酸钠固定发酵法、玉米芯吸附法、干红枣固定化发酵中，采用海藻酸钠固定化发酵的方法更符合实验目的。因此，通过海藻酸钠的正交设计试验，改变海藻酸钠的浓度、发酵温度和发酵时间，得出高花色苷保留率的最佳发酵条件为∶SA浓度为3%，28℃下发酵48h。对于年产10000吨桑椹果酒工厂的设计，严格按照国家标准开展，根据规定的规模确定厂区的选址、面积及相应装修，制订合理的季度产品生产方案。同时，也进行相应的物料衡算、设备选型及投资估算、水电汽估算和劳动力估算，并且还要对生产线辅助性部门所需面积进行估算，对生产车间和全厂平面进行合理安排；用CAD绘制生产工艺流程图、车间平面布置图、车间主要部位剖面图、管路布置图和全厂平面布置图。关键词 海藻酸钠，固定化发酵，花色苷保留率，工厂设计
目 录
1 引言 1
1.1 桑椹概述 1
1.2 花色苷概述 1
2 实验内容 2
2.1 实验材料与仪器 2
2.2 试验设计 2
2.3 结果分析 5
3 工厂设计 7
3.1 引言 7
3.2 产品方案 8
3.3 厂址选择 9
3.4 工艺流程 9
3.5 工厂的平面布置 10
3.6 产品物料衡算 13
3.7 车间布置要求 17
4 水电的物料衡算 19
4.1 用水量 19
4.2 管路布置 19
4.3 用电量 19
5 全场建筑占地面积 19
6 经济技术分析 21
6.1 装潢工厂所需花费 21
6.2 仪器设备所需花费 21
6.3 建厂所需花费 21
6.4 产品成本费用估算 22
6.5 产品销售所得利润估算 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5
1 引言
1.1 桑椹概述
桑椹是桑科桑属落叶乔木桑树的果实，又叫桑枣、桑果。桑果柔嫩多汁、富有弹性、风味独特、酸甜可口[1]。成熟月份在47月，成熟的果实有紫黑色、紫红色或白色等几种。晒干或蒸干可以入药，味酸甜，性寒；归心、肝、肾经[2]。中医认为，桑椹可用于治疗肝肾不足及血虚精亏所导致的头晕目眩、腰酸耳鸣、失眠多梦、津伤口渴等症。桑椹营养丰富，富含鞣酸、苹果酸、多种维生素和人体必需的氨基酸及锌、钾、镁、磷等微量矿质元素，具有良好的保健功能[3]。在两千多年前，桑椹就已经作为古代皇帝御用的补品，因此，桑椹又被称为“民间圣果”。现医学认为，桑椹具有促进造血细胞生长，改善血虚状态、提高人体免疫力、抗诱变、抗血栓、抗氧化、抗菌、抗炎症和神经保护等功效[49]，具有抑制血小板凝固、心脏病、抗癌，延缓衰老等作用[1012]。此外，桑椹颜色紫红，含有大量的天然红色素，属花色苷类成分，是果蔬及其产品呈现从红色到蓝色的物质基础，成熟的桑果可以直接食用，也可以加工成各种食品，例如∶桑椹醋、桑椹啤酒、桑椹果脯、桑椹酸奶等[1316]。桑椹中拥有高含量红色素，是自然界中提取花色苷的重要来源之一，且色度高、性质稳定、安全无毒。
1.2 花色苷概述
花色苷在植物中分布广泛，据初步统计，27个科73个属的植物中均含有花色苷[17]，他构成了植物王国中绝大多数的红色到紫色等颜色。花色苷类色素颜色亮丽且毒性低[18]，也是最常见的水溶性天然食用色素。
桑椹酒中的花色苷是其主要的呈色物质，决定了酒的品质。在整个酿酒过程中，醪液性质产生转变，从而影响花色苷发生转变。目前，检测花色苷总含量的定量方法有高效液相色谱法与可见光光度法，其中，高效液相色谱法测量优点是精确度高，缺点是仪器设备昂贵，且需要多种花色素标准品[19]；而分光光度法不需要用到花色苷标准品，且与HPLC具有高相关性[20]，使可见分光光度法成为切实可行的一种检测方法[21]。目前常用的分光光度法包括∶单一pH法、pH示差法和差减法。经研究发现，随着pH改变，花色苷的结构随之有几种不同形式的转变，花色苷结构的转变与pH呈函数关系，同时干扰物的特征光谱不随pH的变化而变化[22]。通过pH示差法实验测定，确定两个可保持花色苷稳定的pH，但对花色苷吸光度差别为最大，测定这两个pH下的吸光值，计算差异，根据公式可得出花色苷的总含量[23]。
本文以桑椹汁为原材料，通过不同的固定化发酵方法酿造桑椹酒，并采用pH示差法测定桑椹汁及桑椹酒中花色苷含量，比较各方法中花色苷的保留率，选出最佳方案，并选用该加工工艺流程开展年产10000吨桑椹果酒工厂的设计。
2 实验内容
2.1 实验材料与仪器
桑椹汁、干酵母、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、红枣干（粒径23mm）、玉米芯（粒径23mm）。
pH=1.0的盐酸缓冲溶液配制：用0.2mol/l的KCl和0.2mol/l的HCl以25∶67的比例混合配制。pH=4.5的盐酸缓冲溶液配制：用1mol/l的NaAc、1mol/l的HCl与H2O分别以100∶60∶90的比例混合配制。
紫外分光光度计、电子分析天平、pH计、测糖仪、25ml具塞比色管，烧杯，纱布，玻璃棒等。
2.2 试验设计
2.2.1 不同固定化酵母的制备
固定化酵母细胞优点是可以反复长时间利用，同时减少发酵时杂菌污染的概率。并且酵母不必回收利用，同时省去离心设备，使工艺简化。固定化使酵母一直处于增殖状态，发酵活力较高，发酵材料用量少、要求低、费用少，在工业化生产上可行性较大。因此，本实验采用不同固定化载体方法固定酵母细胞。采用聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠（SA）混合发酵、SA包埋发酵、玉米芯吸附发酵和红枣干吸附发酵，选出高花色苷保留率的方法，再优化该发酵工艺，得出最佳花色苷保留率的发酵条件。
方法一：PVASA固定化
（1）冷藏的0.1%（2g）葡萄酒干酵母放置常温，用35℃40℃的2%蔗糖溶液10ml活化30min；
（2）按9.0g/100mL的PVA和1.0g/100mL的海藻酸钠比例配制100g 载体溶液；
（3）活化后的2ml菌液与载体溶液混合，待溶液完全冷却后，加入体积分数2.0%的硼酸，充分混匀，置室温下交联3h。再滴加到CaCl2中制备成 23mm 的凝胶颗粒，置于4℃下固化12小时。将固定化凝胶颗粒用无菌水洗3次，移入到增殖培养基中培养，最后移到发酵培养基中，容器为250ml的三角瓶，凝胶颗粒与发酵液体积的体积比为1∶2，发酵液的体积为50ml，总体积70ml。
目 录
1 引言 1
1.1 桑椹概述 1
1.2 花色苷概述 1
2 实验内容 2
2.1 实验材料与仪器 2
2.2 试验设计 2
2.3 结果分析 5
3 工厂设计 7
3.1 引言 7
3.2 产品方案 8
3.3 厂址选择 9
3.4 工艺流程 9
3.5 工厂的平面布置 10
3.6 产品物料衡算 13
3.7 车间布置要求 17
4 水电的物料衡算 19
4.1 用水量 19
4.2 管路布置 19
4.3 用电量 19
5 全场建筑占地面积 19
6 经济技术分析 21
6.1 装潢工厂所需花费 21
6.2 仪器设备所需花费 21
6.3 建厂所需花费 21
6.4 产品成本费用估算 22
6.5 产品销售所得利润估算 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5
1 引言
1.1 桑椹概述
桑椹是桑科桑属落叶乔木桑树的果实，又叫桑枣、桑果。桑果柔嫩多汁、富有弹性、风味独特、酸甜可口[1]。成熟月份在47月，成熟的果实有紫黑色、紫红色或白色等几种。晒干或蒸干可以入药，味酸甜，性寒；归心、肝、肾经[2]。中医认为，桑椹可用于治疗肝肾不足及血虚精亏所导致的头晕目眩、腰酸耳鸣、失眠多梦、津伤口渴等症。桑椹营养丰富，富含鞣酸、苹果酸、多种维生素和人体必需的氨基酸及锌、钾、镁、磷等微量矿质元素，具有良好的保健功能[3]。在两千多年前，桑椹就已经作为古代皇帝御用的补品，因此，桑椹又被称为“民间圣果”。现医学认为，桑椹具有促进造血细胞生长，改善血虚状态、提高人体免疫力、抗诱变、抗血栓、抗氧化、抗菌、抗炎症和神经保护等功效[49]，具有抑制血小板凝固、心脏病、抗癌，延缓衰老等作用[1012]。此外，桑椹颜色紫红，含有大量的天然红色素，属花色苷类成分，是果蔬及其产品呈现从红色到蓝色的物质基础，成熟的桑果可以直接食用，也可以加工成各种食品，例如∶桑椹醋、桑椹啤酒、桑椹果脯、桑椹酸奶等[1316]。桑椹中拥有高含量红色素，是自然界中提取花色苷的重要来源之一，且色度高、性质稳定、安全无毒。
1.2 花色苷概述
花色苷在植物中分布广泛，据初步统计，27个科73个属的植物中均含有花色苷[17]，他构成了植物王国中绝大多数的红色到紫色等颜色。花色苷类色素颜色亮丽且毒性低[18]，也是最常见的水溶性天然食用色素。
桑椹酒中的花色苷是其主要的呈色物质，决定了酒的品质。在整个酿酒过程中，醪液性质产生转变，从而影响花色苷发生转变。目前，检测花色苷总含量的定量方法有高效液相色谱法与可见光光度法，其中，高效液相色谱法测量优点是精确度高，缺点是仪器设备昂贵，且需要多种花色素标准品[19]；而分光光度法不需要用到花色苷标准品，且与HPLC具有高相关性[20]，使可见分光光度法成为切实可行的一种检测方法[21]。目前常用的分光光度法包括∶单一pH法、pH示差法和差减法。经研究发现，随着pH改变，花色苷的结构随之有几种不同形式的转变，花色苷结构的转变与pH呈函数关系，同时干扰物的特征光谱不随pH的变化而变化[22]。通过pH示差法实验测定，确定两个可保持花色苷稳定的pH，但对花色苷吸光度差别为最大，测定这两个pH下的吸光值，计算差异，根据公式可得出花色苷的总含量[23]。
本文以桑椹汁为原材料，通过不同的固定化发酵方法酿造桑椹酒，并采用pH示差法测定桑椹汁及桑椹酒中花色苷含量，比较各方法中花色苷的保留率，选出最佳方案，并选用该加工工艺流程开展年产10000吨桑椹果酒工厂的设计。
2 实验内容
2.1 实验材料与仪器
桑椹汁、干酵母、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、红枣干（粒径23mm）、玉米芯（粒径23mm）。
pH=1.0的盐酸缓冲溶液配制：用0.2mol/l的KCl和0.2mol/l的HCl以25∶67的比例混合配制。pH=4.5的盐酸缓冲溶液配制：用1mol/l的NaAc、1mol/l的HCl与H2O分别以100∶60∶90的比例混合配制。
紫外分光光度计、电子分析天平、pH计、测糖仪、25ml具塞比色管，烧杯，纱布，玻璃棒等。
2.2 试验设计
2.2.1 不同固定化酵母的制备
固定化酵母细胞优点是可以反复长时间利用，同时减少发酵时杂菌污染的概率。并且酵母不必回收利用，同时省去离心设备，使工艺简化。固定化使酵母一直处于增殖状态，发酵活力较高，发酵材料用量少、要求低、费用少，在工业化生产上可行性较大。因此，本实验采用不同固定化载体方法固定酵母细胞。采用聚乙烯醇（PVA）与海藻酸钠（SA）混合发酵、SA包埋发酵、玉米芯吸附发酵和红枣干吸附发酵，选出高花色苷保留率的方法，再优化该发酵工艺，得出最佳花色苷保留率的发酵条件。
方法一：PVASA固定化
（1）冷藏的0.1%（2g）葡萄酒干酵母放置常温，用35℃40℃的2%蔗糖溶液10ml活化30min；
（2）按9.0g/100mL的PVA和1.0g/100mL的海藻酸钠比例配制100g 载体溶液；
（3）活化后的2ml菌液与载体溶液混合，待溶液完全冷却后，加入体积分数2.0%的硼酸，充分混匀，置室温下交联3h。再滴加到CaCl2中制备成 23mm 的凝胶颗粒，置于4℃下固化12小时。将固定化凝胶颗粒用无菌水洗3次，移入到增殖培养基中培养，最后移到发酵培养基中，容器为250ml的三角瓶，凝胶颗粒与发酵液体积的体积比为1∶2，发酵液的体积为50ml，总体积70ml。
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