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1、项目编号湖北工业大学工程技术学院大学生创新创业训练计划项目申报书系 别生化工程系专 业生物工程项 目名称 响应面-主成分分析法优化藤茶发酵工艺 项 目类型 回创新训练项目口创业训练项目口创业实践项目 项目负责人 徐静宜申报日期2022年4月项目名称响应面-主成分分析法优化藤茶发酵工艺项目类型团创新训练项目创业训练项目创业实践项目项目实施 时间起始时间：2022年4月完成时间：2023年4月姓名年级所在系专业联系电话E-mail负责 人徐静宜/19级生化工程系生物工程成员王泳静/19级生化工程系生物工程邓宇豪/20级生化工程系生物工程涂文杰/20级生化工程系生物工程姓名张婷研究方向化学、化工、发
2、酵年龄35职称/学位副教授/硕士姓名屈廷敬研究方向生工、发酵年龄61职称/学位副教授/学士指导教师主要 成果张婷，副教授，高级工程师、中级HAZOP分析师、学院双师，主要从事 化学、化工、发酵等方向研究，以第1作者发表论文17篇，其中北大核心期刊 12篇。近年来，参加了中国石油天然气及武汉材料保护研究所子公司的多个项 目。目前正在参与的科研项目有,：藤茶发酵风味及芳香体系研究、藤茶发 酵后体系物质改变研究、白酒风味改善工艺研究、藜蒿冷加工保鲜技术 服务等相关课题的研究。近几年取得的业绩成果主要还有：1.2021年获得湖北 省第七届高校青年教师教学竞赛二等奖。2019年获湖北工业大学“第十五届青
3、 年教师授课竞赛”三等奖。2018年获“第六届青年教师授课竞赛”一等奖。2.2016 年、2018年、2021年，3次被评为工程烛光一最受学生欢迎的好教师。3.2017 年、2019年、2021年，连续三届获得“优秀教学质量奖”。4.主持教研项目探 究“任务驱动式”教学方法在物理化学课程教学中的改革、基于应用技术 型人才培养的物理化学课程教学改革探究。5.指导学生参加多项学科竞赛， 获国家一等奖1项，国家二等奖7项，省级奖项12项。屈廷敬，副教授，高级工程师，拟任小吊酒合作社研发总工程师，主要 从事生工、发酵方向的研究。主持科研项目清酱型白酒工艺研发、藤茶发 酵风味及芳香体系研究、参与湖北省教
4、育厅，科研计划指导项目发酵桑叶红 茶工艺研究指导学生多次获得大学生学科竞赛和创新创业 竞赛国家1等奖，国家2等奖等。曾荣获“毕业生心目中的好老师”、“第二课 堂优秀指导教师”。“海南省科学技术进步奖”三等奖、“湖北省教书育人先进 个人”等。一、项目实施的目的、意义藤茶又称莓茶，主要分布于长江流域地区（王文采，1979）,我省恩施是著名藤 茶丰富的地区。藤茶含有丰富的黄酮类、酚类、蛋白质等有效成分（张友胜，2001）, 且藤茶是目前已知黄酮含量最多的植物，其具有清热利湿、平肝降压、活血通络等功 效（中华本草，1999）,在抗菌、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、降三高、心血管保护及增 强免疫力等方面也有着显
5、著的药理活性（Yang S Z, et al, 2004； Li Fu Yang, et al, 2021）,是近年来市场上保健产品的新宠。目前市场上的藤茶主要以经初加工后藤茶 料直接冲泡饮用为主，但“青气”重，汤色浑浊，味道粗涩（赵勇彪，2013）。陈加勇 等将红茶和绿茶与藤茶进行配比，改变的藤茶的风味。李翠朵通过选取黑曲霉发酵藤 茶，发现发酵后藤茶提取物中黄酮和多酚的含量增加。结合以上研究，为进一步改善 藤茶饮用的口感、增加风味物质，提高发酵藤茶中的黄酮、总酚、氨基酸等有益物质, 我们选取浓香型大曲作为发酵菌种对藤茶进行发酵。大曲是中国高品质酒类常见的糖 化发酵剂，其菌群多样，营养丰富，为
6、多种微生物耦合发酵提供了良好体系，对发酵 产品的品质和风味起着至关重要的作用，但少有人将其应用于藤茶的发酵研究中，故 探究大曲菌种在藤茶发酵中的应用很有必要，可为藤茶发酵后风味的改善、有效呼吸 成分的提高提供了一定的参考。本项的原料选用湖北恩施藤茶。通过本项目的研究，不仅可以改善藤茶本身的苦 涩及回甘不明显的问题，还提升了其中有效成分的含量。同时还为保护我国的绿水青 山、实现乡村振兴、提高农民生活质量、落实大健康产业提供了发展方向，也为藤茶 的开发和利用创造了一定的条件。二、项目研究内容和拟解决的关键问题2.1研究内容通过单因素实验、响应面-主成分分析法确定最佳发酵工艺条件。在发酵单因素试 验
7、基础上确定发酵温度、初始糖度、大曲接种量、初始含水量、发酵时间、烘焙温度 等条件参数，再进行响应面优化试验，通过响应面-主成分分析法确定发酵的最佳发酵 工艺参数，改善藤茶口感及品质，提高藤茶中有效成分的含量，为人们提供优质健康 的食品。2. 2拟解决的关键问题本项目为改善目前成品藤茶“青气”重，汤色浑浊，味道粗涩等弊端，利用发酵 的处理手段，选用浓香型大曲作为发酵剂。通过控制发酵工艺参数，筛选出藤茶感官 品质和营养成分最优的工艺参数。三、项目研究与实施的基础条件科学实验室、实验所需原料（选用湖北恩施藤茶）、仪器及检测有效成分的药品。藤茶，中高温浓香型大曲，水塔陈醋，细盐。L-谷氨酸、苛三酮、磷
8、酸氢二钠、磷酸二氢钾、氯化亚锡、福林酚试剂、无水碳 酸钠、没食子酸、乙醇、芦丁标准品、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化纳80目筛、UPT-n-20T超纯水制备设备、DK-S22型恒温水浴箱、DUG-9246A型电热 恒温鼓风干燥箱、CP213型电子天平、lOOuK 200 口1、1000 ”型移液枪、752N型 紫外分光光度计、超声波清洗器、生化培养箱、高速低温离心机、pH计。四、项目实施方案1 .项目调研及实验设计通过文献及市场调查，确定发酵藤茶的制作工艺及发酵剂，确定发酵工艺过程中 调控的工艺参数及判断工艺优良的工艺指标。2 .发酵工艺、工艺参数及工艺指标的确定，并进行实验设计按照如下藤茶发酵工艺
9、进行制作：食盐水溶液食醋溶液藤茶盐渍醋蒸揉捻过凉发酵中温烘干高温烘焙图1藤茶发酵工艺流程通过筛选，将发酵工艺参数确定为发酵温度、大曲接种量、初始糖度、烘焙温度 和发酵湿度。经过预实验后，确定单因素实验范围，通过控制变量的方法，探究发酵 温度（25、30、35、40、45）、大曲接种量（1%、2%、3%、4%、5%）、初始糖度（3%、 4%、5%、6%、7%）、发酵湿度（30%、40%. 50%、60%, 70%）、烘焙温度（70、75、 80、85、90）对藤茶发酵的影响。发酵结束后，测定藤茶中黄酮、总酚、氨基酸、可溶性糖的含量及pH值，以及对 感官进行测评。3 .设计响应面实验根据单因素实验
10、的结果，以藤茶发酵的发酵温度（A）、大曲接种量（B）、初始 糖度（C）、发酵湿度（D）、烘焙温度（E）为自变量，规范化综合得分为响应值，根 据BoxBehnken中心组合原理设计五因素六水平的试验（共46组试验），确定最佳 工艺。具体指标测定原则如下：黄酮的测定：通过超声波萃取的方式提取黄酮，按照亚硝酸钠-硝酸铝法测定。总酚的测定：按照FC法测定。氨基酸的测定：按照国标GB/T 8314-2013的方法进行测定。可溶性糖的测定：按照DNS比色法测定。pH的测定：按照1/50的茶水比浸提，利用pH计进行测定。藤茶感官评价：按照国标GB/T 23776-2018茶叶感官审评方法进行评价。4 .数据
11、处理对发酵后藤茶的各个指标用SPSS 25.0软件进行主成分分析，得到原始数据的贡 献率、累计贡献率及特征值，将大于1的特征值因子作为主成分提取标准。通过对数 据的合理规范化修正，最终得到藤茶发酵茶的规范化综合得分Z,以规范化综合得分为 响应值，利用DesignExpert 8. 0. 6软件，根据BoxBehnken实验设计原理设计响 应面试验。minr max r mill其中Z为规范化综合得分，Fmax为综合得分中最大值，Ln为综合得分中最小值。藤 茶发酵对其有效成分的影响用上述数据处理方法进行处理。藤茶中黄酮、茶多酚、氨基酸、多糖、感官品质单因素实验分别确定响应面因素平发酵初始糖度、大
12、曲接种量、发酵温度、_发酵时间、发酵湿度、-含氧量、pH响应验运用班柒，Design-Expert, Origin进行娄据处理，通过响应面主成分分析法，确定藤茶发酵最佳发酵工艺参数图2实验流程图解表五、需要学校提供的条件科学实验室，如上所示的大型仪器，即80目筛、超纯水制备设备、恒温水浴箱、 电热恒温鼓风干燥箱、电子天平、100U1、200 口1、1000 口1型移液枪、紫外分光光度 计、超声波清洗器、生化培养箱、高速低温离心机、pH计。六、预期成果用大曲发酵藤茶提高藤茶品质，试图通过多菌种耦合发酵的方式提高藤茶发酵茶 活性成分的含量，以及藤茶发酵茶的饮用品质。完成单因素实验及响应面实验，筛选
13、出最优的发酵工艺参数，并进行可重复性实 验合理的确定发酵藤茶的最佳工业发酵参数。得到活性成分含量高，饮用品质良好的 藤茶产品。经过对实验记录的整理和数据处理，最终以该课题发表期刊论文一篇。七、经费预算实验器材及药品：8000元实验原料：1000元文印费用：700元论文刊登费用：5000元共计:14700元八、导师推荐意见藤茶富含黄酮类、酚类、蛋白质等有效成分，具有清热利湿、平肝降压、活血通 络等功效，在抗菌、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、降三高、心血管保护及增强免疫力等方 面也有着显著的药理活性，是近年来市场上保健产品的新宠。但目前市场上的藤茶“青 气”重、汤色浑浊、味道粗涩、口感不佳，市场购买力度不大。若通过发酵方式改善 藤茶风味，保留藤茶的有效成分，能开发并占据更大的茶叶市场，并帮助种植藤茶的 乡村和农民进一步脱贫。该课题的进展很有必要和意义，同意申报。年 月日九、系推荐意见通过发酵方式改善藤茶风味，保留并增加藤茶的原有功效，能开拓市场并帮助乡 村和农民致富，是十分有意义和有必要的课题，同意申报。系主任签字：盖章年 月 日十、学院意见盖章年 月 日