考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法

本发明涉及食品酿造，更具体地，涉及一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法。

背景技术：

1、黄酒是我国传统发酵酒，其酿造过程涉及多个工艺参数，如麦曲用量、酵母用量、发酵温度、加水量等。然而，实际生产中，原料（如糯米）和发酵剂（如麦曲、酵母）常因产地、批号不同而存在成分差异，导致产品品质波动较大。

2、目前关于黄酒酿造工艺优化的研究多集中于单一参数的优化，如：通过单因素试验探究各工艺参数对酒精度、γ-氨基丁酸含量的影响；采用正交试验优化麦曲及酵母用量；或采用常规响应面方法优化发酵温度等局部参数。但此类研究忽略了多参数间的协同效应，也未将原料和发酵剂的批次差异作为变量纳入模型，难以实现工艺的稳健控制。

3、因此，亟需一种能够综合考虑原料与发酵剂批次差异、识别关键参数并建立稳健操作区间的黄酒酿造工艺优化方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，通过对原料和发酵剂批次差异的系统分析，识别关键原料参数和关键工艺参数，建立稳健的操作空间，能够确保在不同原料及发酵剂批次背景下黄酒产品品质的稳定性和一致性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，包括以下步骤：

4、（a）对不同批次糯米进行成分检测，通过相关性分析，筛选潜在的关键原料参数；

5、（b）采用确定性筛选设计生成试验方案，开展黄酒酿造试验并进行工艺优化评价指标检测，筛选潜在关键工艺参数筛选，结合偏差效应编码对麦曲及酵母批次分类变量进行量化；

6、（c）建立工艺评价指标、潜在关键原料参数及潜在关键工艺参数之间的多元线性回归模型，确定关键原料参数和关键工艺参数；

7、（d）构建关键原料参数、关键工艺参数和工艺评价指标之间的多元二次回归数学模型；

8、（e）基于穷举法-蒙特卡洛法计算工艺设计空间，确定黄酒酿造的稳健操作范围；

9、（f）验证工艺设计空间的可靠性和模型的预测准确性。

10、进一步的，步骤（c）中，采用式（i）所示公式建立多元线性回归模型；

11、  （i）

12、式中：y是各工艺的评价指标，即y1、y2、y3、y4、y5、y6和y7；a0为常数；bi、ck、dmn为偏回归系数；f为潜在关键工艺参数的数量；g为潜在关键原料参数的数量；xi为潜在关键工艺参数；zk为潜在关键原料参数；h为3水平分类变量的数量；xm[n]为3水平分类变量的偏差效应编码值。

13、进一步的，步骤（d）中，采用按式（ii）所示公式建立多元二次回归数学模型；

14、（ii）

15、式中：c0是常数项；n和m分别是关键工艺参数和关键原料参数的数量；ci、cvi、cij、dv、eipq、fprqs是偏回归系数；xh,i和xh,j是关键工艺参数；zh,k是关键原料参数；p和r是分类变量序号；xp[q]和xr[s]为3水平分类变量的偏差效应编码值。

16、进一步的，确定关键原料参数为糯米脂肪含量。

17、进一步的，确定关键工艺参数为麦曲用量、前酵温度、加水量、后酵温度、麦曲批次。

18、进一步的，工艺优化评价指标为酒精度、酚酸类成分含量、黄酮类成分含量、木糖醇含量、普通糖含量、功能性低聚糖含量、γ-氨基丁酸含量。

19、进一步的，所述稳健操作范围为：麦曲用量：17%–20%，前酵温度：27℃–30℃，加水量：200%–220%，后酵温度：15℃–17℃。

20、综上所述，本发明具有以下有益效果：

21、（1）系统性强：首次将原料与发酵剂批次差异作为系统变量纳入工艺优化模型，克服了传统方法的局限性；

22、（2）稳健性好：通过设计空间方法，建立了可在不同原料及发酵剂批次下稳定运行的工艺窗口；

23、（3）可扩展性强：方法可推广至多种批次的原料与发酵剂，适用于工业化生产；

24、（4）模型精度高：建立的数学模型拟合优度高，预测能力强，具备实际指导意义。

1.一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，步骤（c）中，采用式（i）所示公式建立多元线性回归模型；

3.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，步骤（d）中，采用按式（ii）所示公式建立多元二次回归数学模型；

4.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，确定关键原料参数为糯米脂肪含量。

5.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，确定关键工艺参数为麦曲用量、前酵温度、加水量、后酵温度、麦曲批次。

6.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，工艺优化评价指标为酒精度、酚酸类成分含量、黄酮类成分含量、木糖醇含量、普通糖含量、功能性低聚糖含量、γ-氨基丁酸含量。

7.根据权利要求1所述的一种考虑原料与发酵剂批次差异的黄酒酿造工艺参数优化方法，其特征在于，所述稳健操作范围为：麦曲用量：17%–20%，前酵温度：27℃–30℃，加水量：200%–220%，后酵温度：15℃–17℃。