CN107102086A - 一种啤酒生产原料质量评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种啤酒生产原料质量评价系统，包括预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度信息采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块和氨基酸测定模块均配备相应的信息采集模块。本发明的系统各部分设置紧凑合理，可以全方位评价啤酒的最主要原料大麦和小麦的品质，最大限度减小因原料品质造成的损失，为啤酒品质保驾护航。

Description

一种啤酒生产原料质量评价系统

技术领域

本发明涉及啤酒生产原料质量评价技术领域，具体地，涉及一种啤酒生产原料质量评价系统。

背景技术

啤酒素有“液体面包”之称，1972年7月1日在墨西哥召开的第九次世界营养食品会议上，把啤酒正式列为营养食品，它满足营养食品三个重要条件之一，即啤酒含有多量和多种氨基酸。啤酒的主要原料主要包括水、麦芽、酒花和啤酒酵母，辅料包括大米淀粉、玉米淀粉和糖类等。

啤酒中含有多种氨基酸，对啤酒的口感和品质有着一定的决定性作用，啤酒中游离氨基酸含量的多少可以反映其营养状况。原因是氨基酸含量对啤酒发酵过程中风味物质的形成有着一定的影响，最密切的风味物质主要是高级醇、双乙酰、硫化氢、酯、有机酸等。研究表明麦汁中氨基酸含量过高或过低都会使高级醇生成量增加，当氨基酸含量控制在适宜条件时，有利于降低高级醇生成量和提高发酵度；不同氨基酸对总双乙酰水平的影响差异很大；缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸在降低双乙酰含量方面效果显著；赖氨酸、精氨酸、组氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸在降低总双乙酰含量方面起到了明显的反作用。可见，氨基酸的含量在啤酒的品质的形成具有重要作用。

因此，急需开发一种可以检测啤酒原料中氨基酸含量的装置或者系统。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种啤酒生产原料质量评价系统，以解决上述的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种啤酒生产原料质量评价系统，包括预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度信息采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块和氨基酸测定模块均配备相应的信息采集模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块均与中央处理器电联接，中央处理器汇总各模块采集到的信息，最后根据预设的模板，生成评价报告并进行打印输出。

以上所述评价系统，评价的啤酒原料为大麦、小麦、大麦麦芽、小麦麦芽以及大麦和小麦各个阶段的半成品或者成品的产品。

相对于现有技术，本发明的有益效果：

1、本发明的系统各部分设置紧凑合理，可以全方位评价啤酒的最主要原料大麦和小麦的品质，最大限度减小因原料品质造成的损失，为啤酒品质保驾护航。

2、本发明的系统在各个部分均设置有信息采集机构，保证每一部分的评价结果都可以及时反馈到中央处理器，中央处理器通过整合汇总各部分的评价结果，最后出具全面的评价报告，该评价报告可以为啤酒厂家原料采购部门提供参考。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明氨基酸测定模块中赖氨酸含量检测传感器的结构示意图。

其中：载样室-30，过氧化氢电极-31，酶膜-32，进样孔-33，清洗孔-34，废液排放孔-35，进风孔-36，电磁阀开关-37，流量计-38，小型鼓风机-39。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

一种啤酒生产原料质量评价系统，如图1所示，包括预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度信息采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块和氨基酸测定模块均配备相应的信息采集模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块均与中央处理器电联接，中央处理器汇总各模块采集到的信息，最后根据预设的模板，生成评价报告并进行打印输出。

以上所述评价系统，评价的啤酒原料为大麦、小麦、大麦麦芽、小麦麦芽以及大麦和小麦各个阶段的半成品或者成品的产品。本发明的系统各部分设置紧凑合理，可以全方位评价啤酒的最主要原料大麦和小麦的品质，最大限度减小因原料品质造成的损失，为啤酒品质保驾护航。

优选地，所述预处理模块负责采集原料的来源批次信息、容重信息、含水量信息、外观色泽和气味信息和杂质信息统计收集。

优选地，所述制芽模块包括分选部分、浸麦部分、发芽部分和除根和破皮部分，所述制芽模块还收集麦芽出芽率信息和成品麦芽得率信息，并上传到中央处理器进行汇总。

优选地，所述浊度信息采集模块包括信息采集部分和浊度计，设置3个平行的浊度计对同一样品进行检测，减小误差。

优选地，所述抗氧化力测试模块，采用高效液机色谱-库仑阵列检测器测定其游离酚类化合物含量，进而评价麦芽汁的抗氧化力。

优选地，氨基酸测定模块包括多种常见氨基酸含量检测传感器，包括赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量检测传感器。

作为优选地实施例，以下将详细介绍本发明氨基酸测定模块中赖氨酸含量检测传感器的结构以及工作原理。

一种赖氨酸含量检测传感器，如图2所示，包括载样室-30，过氧化氢电极-31，酶膜-32，进样孔-33，清洗孔-34，废液排放孔-35，进风孔-36，电磁阀开关-37，流量计-38，小型鼓风机-39，所述载样室内设置有过氧化氢电极，载样室侧面安装有赖氨酸氧化酶酶膜；所述载样室上方设置有进样孔和清洗孔，下方设置有废液排放孔和进风孔；所述传感器与传感器检测仪电联接。

所述赖氨酸氧化酶酶膜的载体选自尼龙膜、混合纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚碳酸酯膜、PVDF膜、鸡蛋壳膜和动物肠道膜。

所述赖氨酸氧化酶酶膜经过纳米碳管和纳米银颗粒修饰；

所述进样孔还与电磁阀开关和流量计相连接；

所述清洗孔为雾化喷嘴，可以全方位清洗电极；

所述进风孔与小型鼓风机相连接，所述进风孔设置有一密封开关，当传感器进行检测工作时，该密封开关处于关闭状态。

所述电极形状设置为T字形，提高电极的表面积，从而提高传感器的灵敏度。

以上所述赖氨酸含量检测传感器的工作原理：

含有赖氨酸的样品进入载样室后，会进行以下酶反应：

在一定时间内，赖氨酸的含量与产生H₂O₂的量呈线性关系，由过氧化氢电极产生相应的电信号，在传感器分析仪的屏幕上以数字显示并自动记录，通过往传感器分析仪输入相应的线性关系公式，屏幕上即可显示赖氨酸的含量。

作为另一个优选的实施例，以下将详细介绍赖氨酸氧化酶酶膜的制备过程，包括以下步骤：

S1.载体处理：本实施例选取硝酸纤维素膜，将商品膜裁剪为长4cm，宽1.5cm的膜片；将膜片浸泡在pH 7.0 0.1mol/L的磷酸缓冲液中活化，室温低速震荡(90rpm)活化8-12h，取出用流动的去离子水冲洗5min，常温晾干，备用。

S2.纳米吸附剂固定：向准备好的纳米碳管材料中加入氯金酸溶液，超声后加入柠檬酸钠溶液，混匀反应后，离心、洗涤和干燥，得到修饰的纳米碳管载纳米金，将纳米碳管载纳米金与适量的交联剂戊二醛溶液混合，分3次涂布于步骤S1处理过的膜片，厚度控制在0.2um，常温晾干，备用。

S3.酶液固定：吸取比例为3:1的赖氨酸氧化酶和牛血清蛋白溶液混匀，然后加入三分之一体积的交联剂戊二醛迅速混匀，分3次将混合液涂布于步骤S2处理过的膜片上，涂布后置于4度冰箱静置反应过夜，厚度控制在0.1um。

S4.残余酶液酶活测定：上述步骤反应结束后，轻轻取出膜片，并将膜片置于一定量的pH7.0 0.01mol/L的磷酸缓冲液中浸泡，低速震荡(50rpm)洗去未被固定的酶，洗涤时间5min，洗涤后晾干膜片，备用；洗涤后测定洗涤液的酶活，计算被固定的酶量。

以上所述传感器的载样室还开创性的设置了进风孔，该进风孔在检测时候的关闭的，当检测结束以后，进行载样室清洗后，此时打开进风孔和小型鼓风机，利用常温的进风将载样室快速风干。快速风干有利于酶膜的保存，提高酶膜的使用次数和寿命。

本发明的系统的赖氨酸含量检测传感器，创造性的将纳米碳管和金纳米颗粒同时对氧化酶载体进行修饰，该修饰方案有利于后续的酶固定，可以显著提高固定酶的量；因为纳米碳管的多孔结构和巨大比表面，可以提高酶的吸附能力，延长酶膜的使用寿命。

本发明首次提出将啤酒原料的质量评价整合在一个系统中，将啤酒原料的质量控制全方位立体化和可视化，本发明的系统具有广阔的应用情景和重要的现实应用意义。

实验例 专一性试验

常见的氨基酸有20种，这些氨基酸都是基于一定的模式有序降解。本实验选取食物中常见的几种氨基酸以及乳酸作为干扰物，验证以上技术方案制备的生物传感器的专一性和抗干扰能力。分别配置谷氨酸、蛋氨酸、精氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸和乳酸50mg/50mL，以浓度为50mg/50mL的赖氨酸标准液为对照，分别重复测试10次，结果取平均值计算，统计结果如表1。

表1

综合分析表1检测结果可以看出，基于纳米碳管和金纳米颗粒修饰，同时固定赖氨酸氧化酶的传感器能够准确检测到赖氨酸的浓度，而对于其他氨基酸或者干扰物均无明显反应，说明该传感器对赖氨酸的检测专一性非常高，能够有效排除其他结构类似的干扰物，确保其准确性和精确性，表明传感器可以用于赖氨酸的含量测定。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，包括预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度信息采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块和氨基酸测定模块均配备相应的信息采集模块；所述预处理模块、制芽模块、糖化模块、浊度采集模块、抗氧化力测试模块、氨基酸测定模块和评价报告输出模块均与中央处理器电联接，中央处理器汇总各模块采集到的信息，最后根据预设的模板，生成评价报告并进行打印输出。

2.根据权利要求1所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，所述预处理模块负责采集原料的来源批次信息、容重信息、含水量信息、外观色泽和气味信息和杂质信息统计收集。

3.根据权利要求2所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，所述制芽模块包括分选部分、浸麦部分、发芽部分和除根和破皮部分，所述制芽模块还收集麦芽出芽率信息和成品麦芽得率信息，并上传到中央处理器进行汇总。

4.根据权利要求3所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，所述浊度信息采集模块包括信息采集部分和浊度计，设置3个平行的浊度计对同一样品进行检测，减小误差。

5.根据权利要求4所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，所述抗氧化力测试模块，采用高效液机色谱-库仑阵列检测器测定其游离酚类化合物含量，进而评价麦芽汁的抗氧化力。

6.根据权利要求5所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，氨基酸测定模块包括多种常见氨基酸含量检测传感器，包括赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量检测传感器。

7.根据权利要求6所述的啤酒生产原料质量评价系统，其特征在于，所述氨基酸含量检测传感器包括载样室-30，过氧化氢电极-31，酶膜-32，进样孔-33，清洗孔-34，废液排放孔-35，进风孔-36，电磁阀开关-37，流量计-38，小型鼓风机-39，所述载样室内设置有过氧化氢电极，载样室侧面安装有赖氨酸氧化酶酶膜；所述载样室上方设置有进样孔和清洗孔，下方设置有废液排放孔和进风孔；所述传感器与传感器检测仪电联接；所述赖氨酸氧化酶酶膜的载体选自尼龙膜、混合纤维素膜、硝酸纤维素膜、聚碳酸酯膜、PVDF膜、鸡蛋壳膜和动物肠道膜；所述赖氨酸氧化酶酶膜经过纳米碳管和纳米银颗粒修饰；所述进样孔还与电磁阀开关和流量计相连接；所述清洗孔为雾化喷嘴，可以全方位清洗电极。