龍眼果醋發(fā)酵工藝研究

◎ 陳麗娜，符麗麗，羅志輝，何思蓮

（玉林師范學院化學與食品科學學院，廣西 玉林 537000）

龍眼屬無患子科雙葉子植物，肉質乳白，汁多甜蜜，性溫味甘[1]。廣西是龍眼主要產區(qū)之一，廣西簡稱桂，因此龍眼又有“桂圓”之稱。龍眼果肉具有十分豐富的營養(yǎng)價值，其含有高糖分及很多易被人體消化吸收的核黃素、胡蘿卜素、異亮氨酸、蘇氨酸等營養(yǎng)素[2-3]，對人體有很好的滋補效果，可用于養(yǎng)血安胎、潤膚美容，特別是對血虛、年老體衰、久病體弱、產后等群體是很重要的調補品[4]。

果醋是以新鮮果或其曬干的果實為主要原料，利用現(xiàn)代發(fā)酵技術釀造而成的一種營養(yǎng)豐富、味道色澤良好的酸味飲品。它具有水果和醋的營養(yǎng)價值，是集營養(yǎng)、保健、食療等功效為一體的新型飲料。研究表明，果醋對人體具有多種功能，可調節(jié)血液酸堿平衡，提高機體的免疫力、防止感冒、抗菌消炎、促進新陳代謝、消除疲勞、降低膽固醇、開發(fā)智力等[5]。

隨著生活質量的提高及人們對果醋營養(yǎng)價值和保健功能的認識，果醋產品在我國市場具有很大的發(fā)展空間[6]。本文以龍眼干為主要原料，研制出味道獨特、具有食療功效的果醋，為龍眼深加工提供一定的參考，可提高我國龍眼資源的利用率和附加值。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

龍眼：購于玉林盛世百匯超市；安琪活性酵母：湖北安琪酵母股份有限公司；果醋菌：煙臺帝伯仕酵母有限公司；葡萄糖：市售；食品級檸檬酸：濰坊英軒實業(yè)有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設備

九陽電磁爐（杭州九陽生活電器有限公司），AR224CN電子天平[奧豪斯儀器（常州）有限公司]，JJ500電子天平（平常熟雙杰測試儀器廠），WZS60手持糖度計（上海儀電物理光學儀器有限公司），HH-S4水浴鍋（江蘇金怡儀器科技有限公司），BY04-13-44-00立式壓力蒸汽滅菌鍋（上海東亞壓力容器制造有限公司），DHG-9146A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司），GNP-9160恒溫培養(yǎng)箱（上海精宏實驗設備有限公司），ZQLY-180S立式全溫振蕩培養(yǎng)箱（上海知楚儀器有限公司），酒精度計（河北省武強縣紅星儀表廠）。

1.3 實驗方法

1.3.1 龍眼果醋加工工藝流程[7-8]

龍眼果醋加工流程如圖1所示。

圖1 龍眼果醋加工流程圖

1.3.2 酒精發(fā)酵試驗

酵母的活化：稱好所需的干酵母，加入10倍蒸餾水中，再加入一定量葡萄糖粉，其比例為葡萄糖∶干酵母∶水=0.5∶1∶10，在溫度為37 ℃的水浴鍋中活化30 min[9]。

將活化好的酵母菌菌液接入到調配好的龍眼汁中，研究發(fā)酵時間、不同發(fā)酵溫度（26、28、30、32 ℃和34 ℃）、不同酵母接種量（4%、6%、8%、10%和12%）、不同初始糖度（14%、16%、18%、20%和22%）對酒精發(fā)酵的影響。并在單因素試驗的基礎上進行正交試驗，正交試驗因素和水平見表1。

表1 酒精發(fā)酵正交試驗L9(33)因素水平表

1.3.3 醋酸發(fā)酵試驗

將果醋菌加入到上一步發(fā)酵好的龍眼果酒中，研究不同果醋菌接種量（0.044%、0.067%、0.089%、0.111%和0.133%）、不同酒精度（4.0%、6.0%、8.0%、10.0%和12.0%）、不同發(fā)酵溫度（26、28、30、32 ℃）對龍眼果醋醋酸發(fā)酵的影響。并在單因素試驗的基礎上進行正交試驗，正交試驗因素和水平見表2。

表2 醋酸發(fā)酵正交試驗L9(33）因素水平表

1.4 分析方法

糖度的測定方法：手持糖度計法；酒精度的測定方法：酒精計法[10]；果醋酸度（以醋酸計）的測定：采用酸堿滴定法[11]。

2 結果與分析

2.1 不同發(fā)酵時間對酒精發(fā)酵的影響

在糖度調為20%的龍眼果汁經滅菌后，加入8%活化好的酵母菌菌液，pH值為4.5，在溫度為30 ℃的條件下發(fā)酵，每天測其糖度和酒精度，待到糖度和酒精度穩(wěn)定后停止發(fā)酵[12]，酒精發(fā)酵的糖度和酒精度的變化如圖2所示。

圖2 龍眼果汁酒精發(fā)酵中酒精度和糖度的變化圖

由圖2可知，隨著酒精發(fā)酵時間的增加，發(fā)酵液的糖度隨著酒精度的增大而減小，逐漸趨于穩(wěn)定。發(fā)酵前3天，發(fā)酵糖度下降較快，隨后糖度下降緩慢，到了第5天、第6天時，發(fā)酵糖度基本已經穩(wěn)定。隨著發(fā)酵時間的增加，酒精度也逐漸增大，發(fā)酵前2天酒精度小幅上升，到了第3天后，酒精度呈直線趨勢上升，到了第4天酒精度達到了7.9%，到了第5～6天后，酒精度基本上已經穩(wěn)定。由此可以確定，酒精發(fā)酵適宜的發(fā)酵周期為5～6天。

2.2 不同發(fā)酵溫度對酒精發(fā)酵的影響

將酒精發(fā)酵液糖度調至20%，接種8%的酵母菌，分別置于26、28、30、32 ℃和34 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，于第1、2、3、4、5天和6天測其酒精度。不同溫度下發(fā)酵液的酒精度如圖3所示。

圖3 不同發(fā)酵溫度對酒精發(fā)酵的影響圖

由圖3可知，在發(fā)酵溫度為26～30 ℃時，隨著發(fā)酵時間的增加，酒精產量先急劇增加，當發(fā)酵到第3天時，酒精發(fā)酵速度減緩。26 ℃發(fā)酵的果酒有淡淡清香，酒精度達到6.9%；28 ℃發(fā)酵的果酒風味較濃郁，酒精度達到7.2%；30 ℃發(fā)酵的果酒更加的清香濃郁，酒精度更是達到7.9%；32 ℃、34 ℃發(fā)酵的果酒的風味變淡，酒精度僅達到2.8%。因此，選擇30 ℃進行酒精發(fā)酵最適合。

2.3 不同接種量對酒精發(fā)酵的影響

將酒精發(fā)酵液糖度調至20%，分別接種4%、6%、8%、10%和12%的酵母菌，置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，于第1、2、3、4、5天和6天測其酒精度。不同酵母接種量下發(fā)酵液的酒精度如圖4所示。

圖4 不同接種量對酒精發(fā)酵的影響圖

由圖4可知，當接種量為10%、12%時，酒精發(fā)酵速度較快，酒精發(fā)酵到第2天酒精度就達到了5.9%，且酒精味濃郁，但是接種量為12%的果酒到了第5天時，酒精度下降，可能是由于果酒里的營養(yǎng)物質大量被消耗完而影響了酒精發(fā)酵。因此，接種量選擇10%為最優(yōu)條件。

2.4 不同糖度對酒精發(fā)酵的影響

將龍眼果汁分別調配糖度為14%、16%、18%、20%和22%，接入10%的酵母菌液，置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，于第1、2、3、4、5天和6天測其酒精度。不同糖度對酒精發(fā)酵的影響如圖5所示。

圖5 不同糖度對酒精度的影響圖

由圖5可知，隨著糖度的不斷增加，酒精發(fā)酵速度也逐漸增加。初始糖度為14%時，發(fā)酵速度緩慢，酒精度數也不高，味道較淡；初始糖度為16%、18%、20%時，發(fā)酵速度很快，到了第2天時，酒精度達到4.0%，但到第4天，初始糖度為20%的酒精度達到了6.8%，且味道濃郁而清香；初始糖度為22%，后期的酒精度也達到了6.8%，但相對初始糖度為20%的來說，前期發(fā)酵速度比較緩慢，因此，選擇初始糖度為20%。

2.5 酒精發(fā)酵最佳工藝參數的確定

根據表3結果進行分析，極差R值可以判斷對酒精發(fā)酵的影響主次因素，可見，初始糖度＞接種量＞發(fā)酵溫度。K值大小可判斷各因素各水平對酒精發(fā)酵的影響大小，由表3可知，A1B2C1和A1B3C1是酒精發(fā)酵的最優(yōu)工藝參數，與已做9組正交實驗最優(yōu)結果A2B2C3和A2B3C1并不一致，因此無法確定其是否為最優(yōu)酒精發(fā)酵處理方案，需要進行驗證實驗。通過方差分析，由表4結果得出初始糖度、發(fā)酵溫度和接種量對實驗結果均無顯著性影響。

表3 酒精發(fā)酵正交試驗結果表

表4 酒精發(fā)酵正交試驗結果方差分析表

由表5可知，龍眼果醋酒精發(fā)酵最優(yōu)條件為A1B3C1，即初始糖度為22%、酵母接種量為6%、發(fā)酵溫度為26 ℃的條件下發(fā)酵6天，酒精度達到了8.8%。

表5 驗證試驗結果表

2.6 不同接種量對醋酸發(fā)酵的影響

在酒精度為7.5%龍眼果酒中分別加入接種量為0.044%、0.067%、0.089%、0.111%和0.133%的果醋菌（對應90 mL果酒中分別加入0.04、0.06、0.08、0.10 g和0.12 g果醋菌），30 ℃下進行恒溫振蕩培養(yǎng)7天，測其發(fā)酵的酸度。結果如圖6所示。

圖6 不同接種量對醋酸發(fā)酵的影響圖

由圖6可知，在不同接種量的條件下，發(fā)酵到第7天時，接種量為0.089%和0.111%的醋酸發(fā)酵液酸度差不多，分別為43.87 g/L和43.68 g/L；當接種量為0.067%時，醋酸發(fā)酵較旺盛，酸度達到了46.93 g/L；接種量為0.044%、0.133%的發(fā)酵液酸度都在45.00 g/L左右，因此，選擇接種量0.067%的為最優(yōu)條件。

2.7 不同酒精度對醋酸發(fā)酵的影響

將果酒酒精度數分別調制成4.0%、6.0%、8.0%、10.0%和12.0%，在果酒中均接入接種量為0.067%的果醋菌，30 ℃下進行恒溫振蕩培養(yǎng)7d，測其酸度，結果如圖7所示。

圖7 不同酒精度對果醋的影響圖

由圖7可知，在酒精度4.0%的條件下進行醋酸發(fā)酵，其酸度最低，為52.64 g/L。隨著酒精度升高，產酸量逐漸升高，但酒精度過高，反而抑制了醋酸發(fā)酵，如酒精度為12.0%，其產酸量降低。當酒精度為8.0%時，其發(fā)酵酸度達到了63.09 g/L，由此可以確定醋酸發(fā)酵最適合的酒精度為8.0%。

2.8 不同發(fā)酵溫度對醋酸發(fā)酵的影響

在酒精度為8.0%的龍眼果酒中接入0.067%的果醋菌，分別在溫度為26、28、30、32 ℃下進行醋酸發(fā)酵，培養(yǎng)7天，測其酸度，結果如圖8所示。

圖8 不同發(fā)酵溫度對醋酸發(fā)酵的影響圖

在適宜的發(fā)酵溫度內，酸度會隨著溫度的升高而升高；當溫度過高或者過低時，果醋菌的生長會受到阻礙，產酸量也會降低，風味也會受到影響。由圖8可知，當發(fā)酵溫度為28 ℃時，酸度達到131.28 g/L，明顯比其他溫度產酸量要高。因此，選擇28 ℃作為醋酸發(fā)酵的最適宜的條件。

2.9 醋酸發(fā)酵最佳工藝參數的確定

根據表6正交試驗結果可知，由極差R值可以判斷對醋酸發(fā)酵的影響主次因素，接種量的大小對醋酸發(fā)酵的影響最大，其次是初始酒精度，最后是發(fā)酵溫度，醋酸發(fā)酵理論最優(yōu)的工藝參數組合為A2B3C3，與已做9組正交實驗最優(yōu)結果A1B3C3并不一致，因此無法確定其是否為最優(yōu)酒精發(fā)酵處理方案，需要進行驗證實驗。通過方差分析，由表7可知發(fā)酵溫度、接種量、初始酒精度對實驗結果均無顯著性影響。

表6 醋酸發(fā)酵試驗正交試驗結果表

表7 醋酸發(fā)酵正交試驗結果方差分析表

為了與正交試驗選出的最佳方案進行對比，用A2B3C3處理和A1B3C3處理進行驗證性試驗，得到果醋酸度分別為55.62 g/L和57.02 g/L，說明A2B3C3確實為最佳的工藝參數，即發(fā)酵溫度為30 ℃、接種量為0.13%、初始酒精度為10%。

3 結論

以市售龍眼干為原材料，通過研究龍眼果醋酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的工藝條件，在單因素條件的基礎上進行正交試驗，確定了酒精發(fā)酵最佳工藝參數為發(fā)酵溫度26 ℃、初始糖度22%、酵母接種量6%，在此條件下發(fā)酵，酒精度數可達8.8%。醋酸發(fā)酵的最佳工藝參數為果酒的初始酒精度10%，果醋菌的接種量0.13%，發(fā)酵溫度30 ℃，在此條件下得到的果醋酸度為57.02 g/L。發(fā)酵所得到的龍眼果醋呈黃褐色，果香濃郁，液態(tài)清亮，可為龍眼的進一步深加工和豐富果醋市場提供參考依據。

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