应用海洋深层水

應用海洋深層水於啤酒製造之可行性試驗吳文瑞、林妤蓁立德管理學院資源環境學系碩士在職專班研究生**立德管理學院資源環境學系助理教授UsingtheDeepOceanWaterforBeerManufactureFeasibleTesting2019/8/152簡報內容一、緒論二、文獻回顧三、試驗設計與步驟四、物理化學特性檢測分析五、海洋深層水啤酒成份分析比較及品評試驗六、結論與建議2019/8/153一、緒論(1/5)研究背景與動機台灣由於是島國，東部的太平洋屬於開放型海岸，每年有環洋流經過，經評估研究台灣目前最有潛力發展此產業的縣市為宜蘭、花蓮、台東、屏東(吳銘志，2004)台灣於2001年，經濟部水利署與國立成功大學合作成立了水利產業知識化中心，就是要輔助民間團體參與跟水相關的產業2019/8/154一、緒論(2/5)台灣目前啤酒的消費量每年約600萬公石，零售市場總值為台幣二百五十億元。其中台灣啤酒佔有率80%台灣現有四家啤酒廠，其產能約為700萬公石，已經遠超過國內的啤酒需要量，利用海洋深層水來製造啤酒是未來的趨勢，海洋深層水啤酒蘊藏著開發之潛力2019/8/155一、緒論(3/5)研究目的由於啤酒朝向健康的方向，添加海洋深層水的啤酒富含稀有的元素，是健康的優良指標，經研究發現，啤酒有利於身體健康，每天飲一些啤酒有益於身體健康本研究的目的是為了利用海洋深層水的健康成份物質來釀造啤酒，使啤酒更榮登為健康啤酒深層水是在深海沒有光的區域，典型的冷、乾淨、穩定的海洋和富含營養物，日本和美國開始利用海洋深層水在化妝品和飲料，海洋深層水的未來產業充滿前景(Ta-KangLiuetal.，2007)。2019/8/156一、緒論(4/5)研究內容與架構本研究的內容第一章是緒論，第二章是文獻回顧，第三章是試驗設計與步驟之說明，研究方法工具等第四章是物理化學分析，將研究結果作分析論述，結果是否達到製造海洋深層水啤酒的成果第五章成份分析比較及品評試驗，將釀造的海洋深層水啤酒在準備好的品酒室，由品酒委員進行品酒，將品酒結果統計第六章結論與建議，將先前的研究結果作出結論與建議事項，可以清楚看到本論文的成果2019/8/157一、緒論(5/5)研究架構小型海洋深層水啤酒製造海洋深層水資料試驗分析品評結論研究目的資料蒐集啤酒製造資料小型海洋深層水啤酒製造海洋深層水資料試驗分析品評結論研究目的2019/8/158二、文獻回顧(1/3)海洋深層水定義海洋深層水的定義有許多種，但一般來說水深超過200公尺的深海中海水即被稱為海洋深層水(潘國樑，2000)根據工研院2000年所進行的研究指出，深層海水係指深度達斜溫層(溫躍層)以下之海水深層海水是斜溫層以下（約海平面200公尺以下）的海水，陽光無法進入，具低溫（我國海域調查為6～9℃）、屬於新興水資源(彭宜，2005)2019/8/159二、文獻回顧(2/3)海洋深層水特性及應用根據「海洋深層水是真正活水」的資料：低溫度特性：水質具有終年穩定在10℃低溫的特性清潔乾淨特性：海洋深層水是非常清潔的無菌自然水富含稀有元素特性：富含人體健康不可缺的稀有元素安定的特性：長年深海水壓的強大作用下，具有安定的特性營養特性：磷酸鹽、硝酸鹽、矽酸、碳水化合物、蛋白質、油酯類等天然營養物深層海水應用於水產方面、食品方面、農業方面、健康、美容、醫療能源、資源方面、環境方面(工業技術與資訊月刊，2005)2019/8/1510二、文獻回顧(3/3)海洋深層水啤酒釀造原料大麥(Barley)：採用釀造用二稜大麥(WolfgangKunze，1996)啤酒花(Hop)：具有抑制細菌活性的功能(胡文姝，1998)水(Water)：pH值越偏向酸性範圍，越有利於大多數啤酒生產過程(林錦淡，1993)海洋深層水(D.O.W)：海洋深層水產地來自日本酵母(Yeast)：啤酒釀造使用的酵母主要是SaccharomycesCarlsbergenesis（又稱底層酵母）(林讚峰，2001)2019/8/1511三、試驗設計與步驟(1/3)試驗設計A組：製酒原料添加海洋深層水1000ppm→麥汁(分析)→發酵(分析)→成品(分析)。B組：製酒原料添加海洋深層水2000ppm→麥汁(分析)→發酵(分析)→成品(分析)。C組：製酒原料(對照組)→麥汁(分析)→發酵(分析)→成品(分析)。D組：製酒原料→麥汁添加海洋深層水1000ppm(分析)→發酵(分析)→成品(分析)。E組：製酒原料→麥汁添加海洋深層水2000ppm(分析)→發酵(分析)→成品(分析)。F組：製酒原料→麥汁(分析)→發酵(分析)→成品添加海洋深層水1000ppm→成品(分析)。G組：製酒原料→麥汁(分析)→發酵(分析)→成品添加海洋深層水2000ppm→成品(分析)。2019/8/1512本試驗以小型製酒設備予以試製糖化設備：三槽式級糖化槽、米煮沸釜沉澱槽發酵設備：100L級佳門公司過濾機：10µm、0.7µm、0.45µm(Sartorius)包裝機：ESAU&HUEBER三、試驗設計與步驟(2/3)2019/8/1513三、試驗設計與步驟(3/3)大麥（barley）大麥芽（barleymalt）麥汁（wort）青啤酒（greenbeer）生啤酒（draftbeer）啤酒（beer）製麥（malting）糖化（mashing）發酵（fermentation）貯酒（lagering）過濾（filtration）包裝（packaging）熱處理（pasteurization）啤酒花酵母菌[1]添加海洋深層水[2]添加海洋深層水[3]添加海洋深層水海洋深層水啤酒製造流程圖2019/8/1514四、物理化學特性檢測分析(1/12)依據建國啤酒廠試驗室於1994年訂定標準：外觀糖度(ApparentExtractbyHydrometer)(糖度計0~14PlatoCelcius)pH值(HydrogenionConcentration)(pH計HaffmanpHMeter)色度(Color)(比色盤比色計)酒精(Alcohol)(酒精屈折計GlasblasereiBerlin65)總酸(TotalAcidity)(玻璃滴定管Burret)胺基態氮(AminoNitrogen)(玻璃滴定管Burret)原麥汁糖度(ExtractofOriginalWort)2019/8/1515四、物理化學特性檢測分析(2/12)依據建國啤酒廠試驗室於1994年訂定標準：苦味度(Bitterness)(分光光度計U2001SpectrophotoMeterHitach)泡沫值(FoamCollapseRate)(泡沫值測定杯)最終外觀糖度(FinalApparentExtract)(定時振盪器)混濁度(Turbidity)(濁度計HaffmansHazeMeter1037)酵母數測定(Microscopicyeastcellcounting)(顯微鏡OlympusCH2)啤酒中香氣成份分析(氣相層析儀SRI8610CGHSChromatograph)微生物檢測(D.M培養基培養法)2019/8/1516四、物理化學特性檢測分析(3/12)海洋深層水濃縮液添加量試驗分析pH值結果和對照組進行比對由添加的量所引起pH值的變化，可判斷以添加海洋深層水1,000ppm及2,000ppm為適當量。麥汁是否添加海洋深層水？pH值理想值(5.30~5.60)未添加(對照組)5.45合適添加1000ppm5.49合適添加2000ppm5.60合適添加3000ppm5.65超限添加4000ppm5.70超限添加5000ppm5.73超限添加6000ppm5.80超限添加7000ppm5.89超限2019/8/1517蛋白質混濁安定度將混濁度測量杯內加入200ml去co2之啤酒，加入4ml飽和硫酸銨溶液，混勻後測混濁度(E.B.C)再加4ml飽和硫酸銨溶液，再次測混濁度，連續步驟測定至混濁度到達超過1.0為止由試驗A至G均顯示隨硫酸銨添加量而接近線性增加四、物理化學特性檢測分析(4/12)2019/8/1518蛋白質混濁安定度(HartongTest)00.20.40.60.811.21.41.64ml8ml12ml16ml20ml24ml28ml32ml硫酸銨添加量E.B.CABCDEFG四、物理化學特性檢測分析(5/12)2019/8/1519海洋深層水啤酒之常溫試驗將啤酒放置於室溫，經儲存六個月，每1個月觀測其沉澱情況，並測其混濁度(E.B.C)，並記錄之試驗酒常溫試驗，顯示出海洋深層水啤酒常溫下儲存六個月，其啤酒情況與混濁度(E.B.C)，均測定在正常值範圍(1.0以下)。四、物理化學特性檢測分析(6/12)2019/8/1520啤酒中香氣成份分析試驗酒經氣相層析儀的分析，含香氣物為乙醛、乙酸乙酯、異戊醇(2)、異戊醇(3)及乙苯乙醇。氣相層析試驗圖四、物理化學特性檢測分析(7/12)2019/8/1521試驗酒乙醛(p.p.m)乙酸乙酯(p.p.m)β異戊醇(2)(p.p.m)β異戊醇(3)(p.p.m)乙苯乙醇(p.p.m)A5.8837.10115.30530.04846.455B5.8867.07319.03529.97146.440C5.8967.09319.14530.05146.423D5.8857.10319.25530.16346.428E5.8837.09510.23330.16146.408F5.8807.07326.11530.09546.443G5.8857.09519.21130.13546.415[註]試驗酒C為對照酒。四、物理化學特性檢測分析(8/12)2019/8/1522微生物檢測注入溶解放冷之培養基(D.M)，並使試樣與培養基混合均勻，凝固後倒反置於35℃恆溫培養箱，培養48小時，檢查其菌落數微生物檢測表，其結果顯示7組微生物皆為0狀況良好。四、物理化學特性檢測分析(9/12)2019/8/1523微量元素檢測使用精密儀器協助檢測分析，選用儀器為XRF各試驗組含有的元素，經與對照組相較差異並不大。三、物理化學特性檢測分析(10/12)2019/8/1524微量元素檢測四、物理化學特性檢測分析(11/12)ACBD2019/8/1525微量元素檢測四、物理化學特性檢測分析(12/12)ECFG2019/8/1526海洋深層水啤酒試釀酒與台灣啤酒成分分析分析項目試驗理想值ABCDEFG糖度°plato2.222.202.202.232.222.202.232.10~2.50pH4.484.524.434.494.544.494.554.30~4.55色度E.B.C7.07.07.07.07.07.07.06.0~8.0酒精Vol%4.774.794.794.774.764.784.784.4.~4.90總酸0.1NNaOH/100ml23.722.928.324.521.723.020.4-胺基態氮mg/100ml16.816.217.216.016.416.516.4-原麥汁糖度°plato11.2411.2511.2711.2511.2411.2511.2711.00~11.30苦味度BU20.021.021.021.520.022.021.016.0~20.0二氧化碳Wt%0.480.480.490.480.490.480.490.45~0.51泡沫值Σ120122110115127119120110以上溶氧ppm0.300.270.350.300.340.270.31-鄰二酮ppm0.030.040.040.020.030.030.03-最終糖度°plato2.052.072.022.042.042.082.041.90~2.30空氣含量ml1.41.21.21.01.21.11.21.5以下混濁度E.B.C0.250.