雪梨醋飲的工藝研究

張智維， 張海群， 劉 婷

(陜西科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

梨是我國主要果品之一，種植面積遍及全國，也是重要的出口果品.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，梨具有降低血壓、止咳化痰、養(yǎng)血生肌和增進食欲的作用.隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展以及栽培管理技術(shù)的不斷進步，梨的產(chǎn)量逐年增加，但是梨在貯藏過程中經(jīng)常會出現(xiàn)果肉或者果心褐變，影響了其商品外觀和食用品質(zhì)，也造成了很大的浪費[1].果醋是以水果或果品加工過程中的下腳料作為主要原料，經(jīng)過酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等過程制作而成的營養(yǎng)豐富、風(fēng)味優(yōu)良同時具有保健功效的酸性調(diào)味品[2,3].釀造出的果醋,不僅在營養(yǎng)、風(fēng)味、口感、外觀上都比傳統(tǒng)釀造的食醋更佳，而且富含維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等多種營養(yǎng)素[4].水果中的大部分營養(yǎng)物質(zhì)在果醋的加工過程中被保留了下來，而且添加了對人體健康有益的多種物質(zhì)，所以近年來果醋飲料越來越受到人們的歡迎.

近年來國內(nèi)已經(jīng)有一些學(xué)者對碭山梨[5]，庫爾勒香梨[6]，萊陽梨[7]等梨果醋進行了研究和開發(fā).本實驗選用優(yōu)質(zhì)濃縮雪梨汁作為原料通過發(fā)酵方法生產(chǎn)出雪梨醋，在雪梨醋的基礎(chǔ)上通過添加雪梨汁、蜂蜜、蔗糖等物質(zhì)進行調(diào)配，研制出雪梨醋飲，找到一種利用雪梨的新途徑，具有極大的經(jīng)濟和社會價值.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菌種：酵母菌、醋酸菌、植物乳酸桿菌由陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院微生物實驗室提供.

原料：市售濃縮雪梨汁、殼聚糖、檸檬酸、復(fù)合維生素B、白砂糖.

試劑：瓊脂、果膠酶、蛋白胨、酵母膏、葡萄糖、硫酸鎂、磷酸氫二鉀、牛肉膏、乙酸鈉、檸檬酸二銨、吐溫80、硫酸錳、氫氧化鈉、菲林試劑，以上試劑均為分析純.

1.2 儀器與設(shè)備

榨汁機(九陽JYZ-E6)；電爐(天津泰斯特儀器公司)；酒精計(鄭州澤銘科技有限公司)；電子天平(上海精科儀器有限公司)；LDZX-40SB型立式自控電熱壓蒸汽滅菌器(上海電安醫(yī)療器械廠)；隔水式303-3型電熱培養(yǎng)箱(江蘇東臺縣電器廠)；恒溫振蕩器(江蘇常華儀器公司)；無菌操作臺(蘇凈集團安泰公司)；顯微鏡(重慶奧特光學(xué)儀器有限公司) ；蒸餾裝置；PHS-3C型酸度計(上海雷磁儀器廠)；滴定裝置(河南安寧科教儀器有限公司)；水浴鍋(西安華辰樂天實驗室設(shè)備有限公司).

1.3 實驗培養(yǎng)基

培養(yǎng)基1：10 °Brix果汁，此培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基用于酵母菌的活化擴大培養(yǎng).工業(yè)上一般用白利度(°Brix)表示糖度，指的是100克糖溶液中，所含固體物質(zhì)的溶解克數(shù).

培養(yǎng)基2：葡萄糖20 g、酵母膏5 g、七水硫酸鎂2 g、磷酸二氫鉀3 g、水1 000 mL、碳酸鈣2 g、無水乙醇40 mL.此培養(yǎng)基用于醋酸菌的活化培養(yǎng).

1.4 實驗方法

1.4.1 樣品中還原糖的測定

準(zhǔn)確量取菲林試劑甲乙液各5 mL于250 mL錐形瓶中，準(zhǔn)確加入20 mL樣液，搖勻，補加V0-V1毫升蒸餾水，并從滴定管中預(yù)加V1毫升樣液.搖勻加熱至沸騰，保持微沸2 min，加入2滴次甲基蘭溶液，繼續(xù)用樣液滴定至藍(lán)色消失.記錄消耗樣液的總體積.計算還原糖含量(g/mL，以葡萄糖計)=(V0-V1)× 0.4×N×1/10(N— 樣品稀釋倍數(shù)).

1.4.2 總酸的測定

總酸的測定采用酸堿中和滴定法.吸取樣液50.0 mL于250 mL錐形瓶中，加入酚酞指示液2滴；以0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，記下所消耗的氫氧化鈉的體積.

1.4.3 酒精度測定

酒精度的測定采用蒸餾比重法.用酒精計測出樣液(酒精水溶液)在20 ℃時的密度，查表求得在20 ℃時乙醇含量的體積分?jǐn)?shù)，即為酒精度.取100 mL發(fā)酵液倒入蒸餾裝置中進行蒸餾，蒸出80 mL液體后倒入100 mL的量筒中并補加去離子水至100 mL.此時放入酒精計，讀數(shù)即可得到酒精度.

1.4.4 工藝流程

1.4.5 操作要點

(1)原料處理.將70 °Brix的濃縮梨汁倒入干凈的不銹鋼鍋中，加入適量的去離子水，加熱攪拌調(diào)節(jié)其糖度為15%(文中糖度如無特別說明均指白利糖度)，每1 L梨汁中加入B族維生素2.5 mg、磷酸氫二銨0.4 g，攪拌加熱煮沸15 min，加水補充失去的水份.用多層紗布過濾，分裝入1000 mL三角瓶中，每瓶750 mL，121 ℃滅菌25 min，滅菌冷卻后放入冰箱內(nèi)備用.

(2)酒精發(fā)酵.將酵母菌接種到培養(yǎng)基1中，28 ℃恒溫培養(yǎng)24 h作為酒精發(fā)酵的種子液，取7.5 mL的種子液加入到冷卻好的果汁中，在28 ℃下恒溫密閉發(fā)酵.每天取樣測定酒精度和糖度，控制發(fā)酵溫度不要超過30 ℃.如果酒精度和糖度連續(xù)3 d沒有明顯變化，表明發(fā)酵結(jié)束，過濾澄清后得到發(fā)酵液[8,9].

(3)醋酸發(fā)酵.將醋酸菌接種到培養(yǎng)基2中，30 ℃培養(yǎng)24 h作為醋酸發(fā)酵的種子液,在1 000 mL的三角瓶中裝入250 mL的酒精發(fā)酵液，接入2.5 mL的醋酸菌種子液，30 ℃,100 r/min搖瓶發(fā)酵，每天取樣測試酸度，如果連續(xù)3 d酸度沒有明顯變化，表明醋酸發(fā)酵結(jié)束.

(4)澄清過濾.實驗選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的殼聚糖溶液作為澄清劑.按1%(W/W)的量將殼聚糖溶液加入到醋酸發(fā)酵液中進行澄清，澄清時間為20 min，澄清液置于冰箱4 ℃保存待用.

(5)雪梨醋飲的配制.以雪梨醋為主要原料，加入蔗糖、雪梨汁、蜂蜜調(diào)配成雪梨醋飲.隨機選取30人進行感官評定，正交試驗得到口感較佳的雪梨醋飲配方[10-12].

表1 雪梨醋飲料感官評分方法

2 結(jié)果與討論

2.1 酒精發(fā)酵工藝條件的確定

2.1.1 發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響

在雪梨汁中接入活化好的酵母菌種子液7.5 mL，調(diào)節(jié)糖度為15%，28 ℃恒溫發(fā)酵，每天測定發(fā)酵液的殘?zhí)呛亢途凭?

圖1 不同發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響

由圖1可以看出,隨著發(fā)酵時間的延長，酒精含量逐漸增加，3 d、4 d酒精量分別為5.5%(V/V)和7.3%(V/V)，這時候酒精的產(chǎn)量達到了最高值.由于高濃度的酒精對釀酒酵母的生長發(fā)酵活動有抑制作用，繼續(xù)發(fā)酵酒精含量反而下降.因此在第5 d終止酒精發(fā)酵，此時殘?zhí)菫?.5%.

2.1.2 接種量對酒精發(fā)酵的影響結(jié)果

按4%、7%、10%、13%、16%(W/W)的量將酵母菌活化液接入到雪梨汁中，調(diào)節(jié)糖度為15%,28 ℃恒溫發(fā)酵5 d，測定不同接種量條件下的酒精發(fā)酵液的殘?zhí)橇亢途凭?

圖2 不同接種量對酒精發(fā)酵的影響

圖2說明在發(fā)酵時間、含糖量和發(fā)酵溫度不變的情況下，酵母菌的接種量為10%和13%時，酒精的產(chǎn)量達到了最高值7.3%(V/V).

2.1.3 含糖量對酒精發(fā)酵的影響

調(diào)整雪梨汁糖度分別為9%、12%、15%、18%、21%， 28 ℃恒溫發(fā)酵5 d，測定雪梨汁在不同糖度條件下的酒精發(fā)酵液的殘?zhí)橇亢途凭?

圖3 不同含糖量對酒精發(fā)酵的影響

由圖3可以看出在發(fā)酵時間、酵母接種量和發(fā)酵溫度不變的情況下，適當(dāng)增大糖度有利于提高酒精的產(chǎn)量，但當(dāng)糖度超過15%時，發(fā)酵后剩余的殘?zhí)橇棵黠@增多，同時過高的糖度還會抑制酵母菌的生長使酒精度下降.所以酒精發(fā)酵的初始含糖量為15%較好.

2.1.4 酒精發(fā)酵最佳工藝

為了確定酒精發(fā)酵的最佳條件，分別做接種量、含糖量、發(fā)酵時間與產(chǎn)酒量的單因素實驗，在單因素實驗的基礎(chǔ)上進行3因素3水平的L9(33)正交試驗.

表2 酒精發(fā)酵L9(33)因素水平表

表3 酒精發(fā)酵L9(33)正交試驗及結(jié)果

各因素對酒精發(fā)酵的影響大小為B>A>C，即發(fā)酵時間是影響酒精發(fā)酵的最主要因素，其次是含糖量，影響的最小因素為接種量.酒精發(fā)酵的最佳組合為發(fā)酵時間5 d，含糖量15%，接種量10%.

2.2 醋酸發(fā)酵工藝條件的確定

2.2.1 初始酒精度對醋酸發(fā)酵的影響

調(diào)整雪梨酒的酒精含量分別為5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%(V/V)，按10% (W/W)的量接入醋酸菌種子液，在30 ℃、120 r/min的條件下?lián)u瓶培養(yǎng).每隔24 h測定1次酒精度和醋酸含量，以確定醋酸發(fā)酵較適宜的酒精含量.

圖4 初始酒精度對醋酸發(fā)酵的影響

由圖4可以看出醋酸菌進行醋酸發(fā)酵較適宜的酒精含量范圍是5.5%～6.5%(V/V).

2.2.2 接種量對醋酸發(fā)酵的影響

取等量的雪梨酒200 mL置于1 000 mL三角瓶中并分別接種醋酸菌種子液，接種量為5%、10%、15%、20%(W/W)，在30 ℃、120 r/min的條件下?lián)u瓶培養(yǎng)，每隔24 h測定1次醋酸含量.

圖5 接種量對醋酸發(fā)酵的影響

圖5表明醋酸菌進行醋酸發(fā)酵的較適接種量為5%～15%.

2.2.3 發(fā)酵溫度對醋酸發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度將影響醋酸菌的發(fā)酵，溫度過低，發(fā)酵慢產(chǎn)酸少；溫度過高會造成醋酸菌提前老化，酒精和醋酸揮發(fā)量增加.選用26 ℃ 、28 ℃ 、30 ℃ 、32 ℃ 、34 ℃ 、36 ℃ 6個不同的溫度對初始酒精含量為6% (V/V)的酒精發(fā)酵液進行醋酸發(fā)酵，接種量為10% (W/W)，發(fā)酵7 d，測其產(chǎn)酸量[13].

圖6 發(fā)酵溫度對醋酸發(fā)酵的影響

由圖6看出醋酸菌發(fā)酵適宜的溫度范圍是28 ℃～32 ℃.

2.2.4 最佳醋酸發(fā)酵工藝參數(shù)

分別做接種量、發(fā)酵溫度、初始酒精度與產(chǎn)酸量之間相互關(guān)系的單因素試驗，進行3因素3水平的L9(33)正交試驗.120 r/min搖床發(fā)酵7 d，以總酸量(以醋酸計)作為試驗指標(biāo)進行試驗[14].

表4 醋酸發(fā)酵正交試驗L9(33)因素水平

表5 醋酸發(fā)酵L9(33)正交試驗及結(jié)果

由表5可知，各因素對醋酸發(fā)酵影響大小為A>C>B，即初始酒精度是影響醋酸發(fā)酵的最主要因素，其次是接種量，影響最小的是醋酸菌發(fā)酵溫度.正交試驗結(jié)果顯示,醋酸發(fā)酵最佳條件為醋酸菌接種量15%，發(fā)酵溫度28 ℃，初始酒精度6.0%.

2.3 醋雪梨醋飲料配方的確定[15,16]

2.3.1 雪梨汁含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

雪梨汁的含量會影響雪梨醋飲的口感.濃度過低，導(dǎo)致酸度太高口感不好，濃度過高則沒有雪梨的果香和發(fā)酵時所產(chǎn)生的醋香.從圖7可以看出雪梨汁含量為15%時評分最高.

圖7 雪梨汁含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

2.3.2 雪梨醋含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

雪梨醋濃度過高，導(dǎo)致酸度太高口感不好，濃度過低則沒有雪梨的果香和發(fā)酵時所產(chǎn)生的醋香.從圖8可以看出雪梨醋含量為20%時評分最高.

圖8 雪梨醋含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

2.3.3 蜂蜜含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

蜂蜜含量的高低會影響雪梨醋飲的風(fēng)味,蜂蜜的含量過低，口感太單調(diào)，含量過高則掩蓋了雪梨的果香和發(fā)酵時所產(chǎn)生的醋香.從圖9可以看出蜂蜜含量為5%時評分最高.

圖9 蜂蜜含量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

2.3.4 蔗糖添加量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

雪梨醋飲要求口味酸甜適中，加入蔗糖可以增加雪梨醋飲的甜味.但加糖量過高則會導(dǎo)致口感過于甜膩，醋酸味也會被蔗糖味遮蓋，導(dǎo)致口感變差；過低的蔗糖添加量則會使飲料的甜味不足，酸味過重.從圖10可以看出蔗糖添加量為8%時評分最高.

圖10 蔗糖添加量對雪梨醋飲品質(zhì)的影響

2.3.5 雪梨醋飲配方的確定

原料的配比對產(chǎn)品的風(fēng)味和口感影響很明顯，為了確定雪梨醋飲的最佳配方，以雪梨醋、雪梨汁、蔗糖、蜂蜜為單因素進行正交試驗.30位評價員對雪梨醋飲的滋味、組織形態(tài)、色澤、氣味進行重要性比較.在100 mL雪梨醋飲中雪梨醋的量定為15 mL、20 mL、25 mL；雪梨汁的量定為10 mL、15 mL、20 mL；蔗糖的定量為4 g、6 g、8 g；蜂蜜的定量為3 g、4 g、5 g；加入以后不足100 mL的加水補充至100 mL.

表6 雪梨醋飲正交試驗L9(34)因素水平

表7 雪梨醋飲L9(34)正交試驗及結(jié)果

從正交試驗結(jié)果可以看出，影響雪梨醋飲品質(zhì)的主次因子依次為B>D>A>C,即雪梨醋>蔗糖>雪梨汁>蜂蜜，最佳組合為B2D1A2C3.雪梨醋飲的最佳配方為：雪梨醋20%，蔗糖4%，雪梨汁15%，蜂蜜6%.

3 結(jié)論

(1)酒精發(fā)酵的最佳工藝條件為:酵母菌接種量10%,含糖量15%,發(fā)酵時間5 d.

(2)醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為:醋酸菌的接種量15%，發(fā)酵溫度28 ℃，初始酒精度6.0%.

(3)雪梨醋飲的最佳工藝：雪梨醋20%，蔗糖4%，雪梨汁15%，蜂蜜6%.其中雪梨醋添加量是影響雪梨醋飲品質(zhì)的主要因素.

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