蘋果醋發(fā)酵條件優(yōu)化對其品質(zhì)的影響研究

蘋果醋是近年來開發(fā)的一種高營養(yǎng)、高保健功能的新飲品[1]。蘋果醋以高品質(zhì)的果漿為主料，采用酒精和醋酸進(jìn)行發(fā)酵加工而成[2]。飲用蘋果醋能預(yù)防血管硬化、降低血壓、促進(jìn)胃腸消化、增進(jìn)食欲、防止腸胃疾病及消除或緩解疲勞，在我國有著廣闊的發(fā)展空間。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市購蘋果1 000 g；市購白砂糖200 g；Y-23果膠酶100 g，南寧東恒華道生物科技有限責(zé)任公司；葡萄糖溶液100 mL，深圳市良誼實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司；酵母膏500 g、酵母粉500 g，廣州盛凱化工有限公司；無水碳酸鈣500 g，洛陽市紅寶塑業(yè)有限公司；瓊脂100 g，武漢全康生物科技有限公司；無水乙醇500 mL，伊維特（遼寧）化工有限公司；蒸餾水500 mL，深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司；超純水250 mL，東莞市仟凈環(huán)保設(shè)備有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HD-208型液壓全自動壓榨機(jī)，山東赫德食品機(jī)械有限公司；JH-DB數(shù)顯糖度計(jì)，冉丘（上海）技術(shù)有限公司；BKQ-B50II全自動高壓蒸汽滅菌鍋，濟(jì)南鑫貝西生物技術(shù)有限公司；TLYCT-50GA型臺式空氣浴高溫恒溫?fù)u床，江蘇天翎儀器有限公司；0.45 μm醋酸纖維素過濾膜，杭州微米派科技有限公司。

1.3 菌種與培養(yǎng)基

活性干酵母100 g，安琪生物有限公司；醋酸桿菌50 g，中國普通微生物保藏管理中心。

斜面培養(yǎng)基：葡萄糖溶液5%、無水碳酸鈣15%、瓊脂15%、酵母膏5%、蒸餾水60%。對斜面培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌后，加入10 mL無水乙醇。

種子培養(yǎng)基：葡萄糖溶液15%、酵母粉15%、超純水70%。

1.4 工藝流程

（1）原料處理。將新鮮的蘋果洗干凈，削皮后進(jìn)行研磨，將干凈的水果放入液壓全自動壓榨機(jī)碾碎，擠出果汁，用80目的濾布過濾待用。加入果膠酶，在溫度為60 ℃的條件下酶解120 min，在溫度為150 ℃的條件下滅酶10 min。添加白砂糖調(diào)整果汁含糖量，使初始糖度控制在合理數(shù)值。

（2）酒精發(fā)酵。在蘋果汁中加入一定量活化好的活性干酵母（以質(zhì)量百分比計(jì)），在一定溫度下進(jìn)行發(fā)酵。每隔6 h檢測一次蘋果汁中的糖度和酒精濃度，在發(fā)酵至4 d時(shí)，酒精發(fā)酵基本完成，為統(tǒng)計(jì)最佳發(fā)酵時(shí)間，試驗(yàn)過程中的發(fā)酵時(shí)間設(shè)置為4～12 d。將酒精發(fā)酵后的蘋果汁沉降7 d后，取上層蘋果汁發(fā)酵液進(jìn)行后續(xù)的醋酸發(fā)酵。

（3）醋酸發(fā)酵。采用搖瓶液態(tài)發(fā)酵法，將一定量醋酸桿菌（以質(zhì)量百分比計(jì)）接種到酒精發(fā)酵好的蘋果汁中。將高溫恒溫?fù)u床溫度設(shè)定在固定溫度，在120 r·min-1的條件下完成振蕩培養(yǎng)。每隔6 h檢測一次蘋果汁中的酸度，當(dāng)酸度保持不變時(shí)，即為完成醋酸發(fā)酵。

（4）醋酸纖維素過濾除菌。將經(jīng)過酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵后的蘋果醋發(fā)酵液進(jìn)行醋酸纖維素過濾，剔除果汁中的固體雜質(zhì)。在溫度為50 ℃，操作壓力為0.55 MPa的條件下超濾，除去蘋果醋中的菌體。

1.5 測定方法

可溶性白砂糖固體檢測：折光法；糖度檢測（以葡萄糖計(jì)）：堿性銅試劑法；酒精濃度檢測：蒸餾法；酸度含量檢測（以醋酸計(jì)）：酸滴定法。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)已有研究，選擇對酒精發(fā)酵影響較大的活性干酵母（A）、初始糖度（B）、發(fā)酵溫度（C）、發(fā)酵時(shí)間（D）和對醋酸發(fā)酵影響較大的醋酸桿菌接種量（A）、初始酒精濃度（B）、發(fā)酵溫度（C）、發(fā)酵時(shí)間（D）作為正交試驗(yàn)自變量[3-4]，以此研究蘋果醋質(zhì)量與發(fā)酵工藝之間的關(guān)系。具體正交試驗(yàn)因素水平設(shè)置參數(shù)如表1、表2所示。

表1 酒精發(fā)酵工藝L9(34)正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表

表2 醋酸發(fā)酵工藝L9(34)正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 酒精發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果

對9種不同酒精發(fā)酵工藝組合的酒精濃度進(jìn)行分析，正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果表

從表3可以看出，第7組的酒精濃度最高，為6.28%，影響酒精濃度的主次順序?yàn)槌跏继嵌龋净钚愿山湍福景l(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間。糖度會影響酵母菌的產(chǎn)酸含量[5]，在酒精發(fā)酵前應(yīng)該控制初始糖度，避免非細(xì)菌性的醋酸升高?；钚愿山湍笗纸馓O果汁中的糖分，提升酒精濃度。所以，在酒精發(fā)酵過程中，初始糖度和活性干酵母對酒精發(fā)酵影響較大。

2.2.2 醋酸發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果

對9種不同醋酸發(fā)酵工藝組合的酸度含量進(jìn)行分析，正交試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，第5組的醋酸轉(zhuǎn)換率最高，為99.2%，表明發(fā)酵工藝對醋酸發(fā)酵的影響較大。醋酸轉(zhuǎn)換主次順序?yàn)榇姿釛U菌接種量＞初始酒精濃度＞發(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵溫度。接種量不當(dāng)會引起溶氧不足，影響產(chǎn)物合成；酒精初始濃度選擇不當(dāng)，會影響醋酸菌種生長，所以接種量和酒精初始濃度對醋酸發(fā)酵影響較大。

3 最優(yōu)發(fā)酵組合條件下的蘋果醋品質(zhì)試驗(yàn)

在活性干酵母為0.02%、初始糖度為0.04%、醋酸桿菌接種量為15%、初始酒精濃度為6%、發(fā)酵溫度為30 ℃、發(fā)酵時(shí)間為8 d，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。以感官評分標(biāo)準(zhǔn)表為依據(jù)，選擇10個(gè)人對蘋果醋進(jìn)行品評，完成最優(yōu)發(fā)酵組合條件下的蘋果醋品質(zhì)評分。蘋果醋感官品質(zhì)綜合評分標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表4 L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果表

表5 感官評分標(biāo)準(zhǔn)表

品評小組從色澤、口感、氣味、組織對蘋果醋進(jìn)行評分，去掉最高分99.8分和最低分97.6分，得到蘋果醋品質(zhì)的平均得分為98.5分，達(dá)到了蘋果醋品質(zhì)要求。

4 結(jié)論

如今，蘋果醋已成為一種常見食品，受到消費(fèi)者的青睞，已經(jīng)逐漸適應(yīng)和融入群眾的飲食習(xí)慣變化，因此本文對酒精、醋酸發(fā)酵工藝進(jìn)行了優(yōu)化。通過設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)并根據(jù)方案分析得到在活性干酵母為0.02%、初始糖度為0.04%、醋酸桿菌接種量為15%、初始酒精濃度為6%、發(fā)酵溫度為30 ℃、發(fā)酵時(shí)間為8 d的條件下，可以提高蘋果汁的酒精、醋酸發(fā)酵工藝，獲得高品質(zhì)的蘋果醋，以期推動蘋果醋產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。