研究报告
中国酿造
2011年第7期总第232期
基于人工神经网络和遗传算法的黑木耳糙米醋发酵条件优化
李海亮，王莹，张洁，朴美子*
（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109）
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摘要：以黑木耳糙米为原料，研究醋酸发酵的工艺条件，对接种量、掘床转速和装料量参数进行了单因素和正交试验，摸索出参数优化范围，并利用人工神经网络和遗传算法联合对发酵条件进行优化，结果表明，当接种量为8.1%，据床转速为169r/min，装料量为 250mL三角瓶装料61mL时，醋酸含量可达3.855g/100mL，该方法与正交试验设计得出的结果相比，发酵酸度上升了8.0%，为发酵优化控制提供了一种更加准确的方法。
关键词：黑木耳：醋：液态发酵：人工神经网络：遗传算法
中图分类号：TS264.2
文献标识码：A
文章编号：0254-5071(2011)07-0141-03
Optimization of fermentation conditions for Auricularia auricular and brown rice vinegar based on artificial neural
networks and genetic algorithm
LI Hailiang, WANG Ying, ZHANG Jie, PIAO Meizi*
(College ofFoodScienceandEngineering,QingdaoAgricultural University,Qingdao266109,China)
Abstract: Using Auricularis auricular and brown rice as raw material, acetic fermentation conditions were studied. Ranges of different parameters, such as inoculum, rotating speed and flling volume were determined by single-factor and orthogonal experimental tests, Then, optimal fermentation conditions were optimized by artificial neural networks and genetic algorithm. The results indicated that the highest acidity could reach 3.855g/10Oml when fermentation conditions were as follows: inculum 8.1%, rotating speed 169r/min, and filling liquid medium volume 61ml. Compared with the
results of orthogonal test, the acidity increased by 8.0% and a higher accurate method was proposed for fermentation conditions optimization. Key words: Auricularia auricular; vinegar; submerged fermentation; artificial neural networks; genetic algorithm
黑木耳是人们喜爱的传统食用珍品，不仅肉质细嫩
可口、营养丰富，面且具有很高的药用价值。其具有益气强力、活血、止痛、清涤胃肠等功效，可以防止人类心脑血管和肿瘤类疾病的发生目。营养学家指出，糙米的营养价值高于精米。验证表明，糙米具有防癌、强身、防止贫血、镇静神经、清肠防秘、健脑、降血脂、降血压等作用闪。食醋以其特有的营养价值和防病健身的作用卓已被世人所公知，在国内外颇受重视和欢迎。为了适应功能醋的热潮，以黑木耳、糙米为原料，通过液体深层发酵制成新型功能性食醋一一黑木耳糙米醋，将为食醋行业带来全新的概念。
醋酸发酵过程是高度的非线性、非结构化的复杂系统，涉及诸多的影响因素，发酵条件的选择对醋产品的总酸和质量具有重要的影响。由于发酵条件间的作用十分复杂，仅用传统的试验设计方法难以获得令人满意的最佳发酵条件。人工神经网络（ArtificialNeuralnetwork，ANN）可以实现根据样本遇近任何非线性过程，这为发酵过程的模拟提供了可行的方法。遗传算法（GeneticAlgorithms， GA)是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法，是一种求解复杂系统优化问题的方法。有研究表明遗传算法与人工神经网络在处理发酵培养及优化问题上较传统方法具有优势*，本研究试图利用上述方法解决发酵条件优化问题，为发酵过程的参数优化提供一种更为准确
收稿日期：2011-03-16
有效的方法。 1材料与方法 1.1试验材料 1.1.1原辅料
黑木耳：由东北林业局提供：糙米：市售：糖化酶：无锡
市雪梅酶制剂有限公司；其他试剂为分析级，市售。 1.1.2菌种
安琪酿酒高活性干酵母：安琪生物集团有限公司：醋
酸菌AS1.41：中国科学院菌种保藏中心。 1.1.3仪器
WYT-IⅢ型糖量计：成都泰华光学公司生产：SPX-250BS-ⅡI 型生化培养箱：上海新苗医疗器械制造有限公司：LU-570 型低温振荡培养箱：以色列mrc公司：SW-CJ-1F型超净工作台：苏净集团安泰公司。
1.2试验方法 1.2.1分析方法
糖度(可溶性固形物)测定：折光计法。酒精度测定：比重瓶法GB/T15038-94。
总酸测定（以醋酸计)：酸碱滴定法，参照GB/T5009.41
2003食醋卫生标准的分析方法。 1.2.2培养基
酵母菌液体培养基：活性干酵母3g，蔗糖2g，蒸馏水 100mL。
作者篇介：李海亮(1986-)，男，山东潍坊人，硕士研究生，主要从事食品生物技术方面的研究工作；朴美子*，副教授，通讯作者。