油橄欖果汁釀造食醋的工藝研究

張藝，程述敏，常聰，趙盈盈，吳正云，張文學(xué),*

(1.四川大學(xué) 輕紡與食品學(xué)院，成都 610065；2.四川大學(xué)錦江學(xué)院 白酒學(xué)院，四川 眉山 620860)

近幾年來，我國的油橄欖種植規(guī)模逐年擴(kuò)大，與此同時，橄欖油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物油橄欖果汁也將隨之增多。油橄欖果汁中不僅含有橄欖油中所含有的營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，還含有大量的多酚類化合物[1]，如果不對其進(jìn)行合適的利用而直接作為廢物丟棄，不但會造成資源浪費(fèi)，而且會污染環(huán)境。

橄欖苦苷具有極強(qiáng)的抗氧化能力，研究表明其能減慢低密度脂蛋白的氧化程度，可以預(yù)防冠心病、動脈粥樣硬化，還具有舒緩平滑肌和降低血壓等功效[2]，但高含量的橄欖苦苷會使油橄欖果汁帶有令人不愉悅的苦澀味，降低了油橄欖果汁的感官體驗(yàn)，這也是油橄欖果汁利用的難點(diǎn)之一。

若能將油橄欖果汁應(yīng)用于食醋釀造中，開發(fā)出可行的食醋釀造工藝，在充分利用油橄欖果汁中的營養(yǎng)及功效物質(zhì)的同時適當(dāng)去除油橄欖果汁中原本過重的苦澀味，提升食醋的感官品質(zhì)，對于豐富食醋品種和實(shí)現(xiàn)橄欖油生產(chǎn)副產(chǎn)物的資源化利用都將產(chǎn)生積極的作用。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

油橄欖果汁：四川華歐油橄欖開發(fā)有限公司提供，-20 ℃冷凍保存；市售白酒(52%)：江津紅高粱牌；AS1.41醋酸菌：清香園公司提供；紅曲菌ZQ：四川大學(xué)食品生態(tài)工程與生物技術(shù)研究室保存；市售大米：中糧牌五湖特貢香米。

1.2 培養(yǎng)基

醋酸菌液體培養(yǎng)基：2%葡萄糖，2%酵母膏，用NaOH調(diào)節(jié)pH至5.5，121 ℃滅菌20 min。

紅曲霉菌液體培養(yǎng)基：20%馬鈴薯，2%葡萄糖，自然pH，121 ℃滅菌20 min。

1.3 儀器與設(shè)備

HZQ-X100型恒溫震蕩培養(yǎng)箱、SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺、YXQ-LS-75SII型立式壓力蒸汽滅菌鍋、FA2004B型電子天平、UV-1600型紫外分光光度計、HWS-28型恒溫水浴鍋等。

1.4 工藝流程

油橄欖果汁→滅菌→紅曲米↓脫苦→稀釋→食用酒精↓調(diào)節(jié)酒精濃度→醋酸菌↓醋酸發(fā)酵→過濾→殺菌→成品。

1.5 工藝優(yōu)化試驗(yàn)

1.5.1 紅曲米的添加比例

參考張安等[3]的方法制備紅曲米，分別按照0%、10%、20%、30%、40%的比例加入油橄欖果汁中，不間歇震蕩，60 ℃水浴保溫24 h。采用AlCl3顯色法和UV-Vis光譜差減法[4]測定總黃酮和橄欖苦苷含量，并感官評定紅曲轉(zhuǎn)化果汁的苦澀程度。

1.5.2 起始酒精濃度的比較

在10%紅曲米脫苦后的油橄欖果汁中加入不同體積的食用酒精，使酒精含量分別為4%、5%、6%、7%、8%，添加5%的醋酸菌后，在恒溫31 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min條件下發(fā)酵10 d，測定其總酸。

1.5.3 醋酸菌添加量的比較

醋酸菌的活化：從斜面將醋酸菌接入液體培養(yǎng)基，8層紗布封口，在31 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min條件下活化24 h，使醋酸菌濃度至少達(dá)到107個/mL。

在10%紅曲米脫苦后的油橄欖果汁中加入食用酒精，使其最終濃度達(dá)到7%，分別添加2%、4%、6%、8%、10%的醋酸菌后，在恒溫31 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min條件下發(fā)酵10 d，測定其總酸。

1.5.4 醋酸發(fā)酵時間的比較

在用10%紅曲米脫苦后的油橄欖果汁中加入食用酒精和醋酸菌，使其最終濃度分別達(dá)到7%酒精和5%醋酸菌，在恒溫31 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min條件下發(fā)酵7，9，11，13，15 d后測定其總酸。

1.5.5 油橄欖果汁濃度的比較

用飲用水將10%紅曲米脫苦后的油橄欖果汁稀釋成20%、40%、60%、80%、100%等不同比例，添加食用酒精和醋酸菌達(dá)到7%酒精和5%醋酸菌后，在恒溫31 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min條件下發(fā)酵10 d后測定其總酸。

1.5.6 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，油橄欖果汁稀釋濃度、起始酒精含量、醋酸菌添加量和發(fā)酵時間各選3個水平，正交試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)四因素三水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal experiment

1.5.7 感官與理化指標(biāo)檢測

1.5.7.1 感官評定

隨機(jī)選取20名評分員組成感官評定小組，對利用紅曲米脫苦后的油橄欖果汁釀造的食醋的口感、香氣、形態(tài)、色澤按照GB 18187-2000《釀造食醋》進(jìn)行評價和描述。

1.5.7.2 理化指標(biāo)

對成品的總酸、pH、還原糖、氨基酸態(tài)氮、黃酮、總酚、DPPH等進(jìn)行檢測[5-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅曲米含量對油橄欖果汁脫苦的影響

表2 油橄欖果汁總黃酮和橄欖苦苷含量Table 2 The content of total flavone and oleuropein in olive juice

注：苦澀程度最高為“+++++”。

由表2可知，向油橄欖果汁中加入一定量紅曲保溫一段時間后，處理液的總黃酮含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未加紅曲時的總黃酮含量，而橄欖苦苷的含量則呈現(xiàn)下降趨勢，處理液的橄欖苦苷含量低于未加紅曲時的橄欖苦苷含量。隨著紅曲添加量的增加，處理液中總黃酮含量隨之增加，橄欖苦苷的減少幅度也增大。通過對比處理前后油橄欖果汁氣味的變化，以及品嘗處理前后油橄欖果汁，發(fā)現(xiàn)處理后能聞到的油橄欖氣味明顯降低，油橄欖果汁的苦味減弱，但依然存在苦味。根據(jù)黃酮的結(jié)構(gòu)式及橄欖苦苷的結(jié)構(gòu)式可推測出，在油橄欖果汁中添加紅曲，保溫處理后，紅曲可以將油橄欖果汁中的橄欖苦苷轉(zhuǎn)化為黃酮類物質(zhì)?？紤]成本和口感等因素，后續(xù)研究中選擇10%的紅曲米為最適添加量。

2.2 發(fā)酵起始酒精濃度對產(chǎn)酸的影響

圖1 總酸隨起始酒精濃度的變化Fig.1 The changes of total acid with alcohol content

由圖1可知，發(fā)酵的起始酒精濃度對食醋的總酸影響較大，當(dāng)酒精濃度小于6%時，酒精濃度越大，食醋總酸越高；當(dāng)酒精濃度大于6%時，過高的酒精濃度對醋酸菌產(chǎn)生了抑制，導(dǎo)致酒精濃度越高，成品總酸反而越低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：6%的酒精濃度條件下產(chǎn)酸濃度達(dá)到最高的5.0 g/dL。

2.3 醋酸菌接種量對產(chǎn)酸的影響

圖2 總酸隨醋酸菌接種量的變化Fig.2 The changes of total acid with inoculation amount of acetic acid bacteria

由圖2可知，醋酸菌的接種量對食醋的總酸也有影響。醋酸菌濃度較低時發(fā)酵速率過慢，但濃度過高時醋酸菌又會消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)從而使總酸降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：10%的醋酸菌濃度條件下產(chǎn)酸濃度最高。

2.4 油橄欖果汁濃度對產(chǎn)酸的影響

圖3 總酸隨油橄欖果汁濃度的變化Fig.3 The changes of total acid with olive juice content

由圖3可知，油橄欖果汁濃度對食醋的總酸也有影響，油橄欖果汁中含有大量多酚類化合物和少量還原糖，油橄欖果汁濃度過高，其中的多酚類成分可能會抑制醋酸菌的繁殖代謝能力，濃度適中時不僅不抑制醋酸發(fā)酵，而且其中的還原糖還會促進(jìn)醋酸發(fā)酵，且成品中也將有更多的油橄欖功能成分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：80%的油橄欖果汁濃度條件下產(chǎn)酸濃度最高。

2.5 醋酸發(fā)酵時間對產(chǎn)酸的影響

圖4 總酸隨發(fā)酵時間的變化Fig.4 The changes of total acid with fermentation time

由圖4可知，前期醋酸菌大量繁殖使食醋的總酸隨著時間延長呈快速增長趨勢，但10 d以后增長緩慢，醋酸菌數(shù)量趨于穩(wěn)定，繼續(xù)延長時間對總酸的增長效果不再顯著。

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果及極差分析見表3。

表3 L9(43)正交表及試驗(yàn)結(jié)果分析Table 3 The result analysis of orthogonal test L9(43)

由表3可知，各因素對食醋總酸的影響大小順序依次為A>D>B>C，即酒精濃度>果汁濃度>菌液濃度>發(fā)酵時間。最佳方案為A2B1C2D2， 即在80%脫苦后的油橄欖果汁中加入6%的食用酒精，接種4%的醋酸菌后在31 ℃、搖床轉(zhuǎn)速170 r/min條件下發(fā)酵11 d。

取最優(yōu)組合(A2B1C2D2)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測得最優(yōu)組合的總酸為5.12 g/dL，證明通過正交試驗(yàn)得出的優(yōu)化工藝方案可行。

2.7 感官與理化指標(biāo)

2.7.1 感官評價

紅棕色透明澄清液體，無懸浮物、分層氣泡等；淡淡的油橄欖果香伴隨著醋香，無不良?xì)馕?；酸味柔和，回味綿長，帶有油橄欖特有的微苦味道。

2.7.2 理化評價

油橄欖食醋的各理化指標(biāo)檢測結(jié)果見表4。與液態(tài)發(fā)酵白醋比較，油橄欖食醋不僅總酸、氨基酸態(tài)氮、可溶性固形物等含量達(dá)到國標(biāo)GB 18187-2000《釀造食醋》中以酒精為原料液態(tài)發(fā)酵的食醋的要求，而且含有較高濃度的橄欖苦苷、總酚、黃酮等抗氧化成分和較高的DPPH自由基清除率。

表4 油橄欖果汁食醋理化分析結(jié)果Table 4 The analysis results of physical and chemical indexes of olive juice vinegar

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)證明了紅曲能降低油橄欖中的橄欖苦苷，且降解能力與紅曲添加量成正相關(guān)。利用紅曲脫苦后的油橄欖果汁釀造食醋的最佳工藝配方為：果汁濃度為80%，酒精濃度為6%，醋酸菌接種量為4%，發(fā)酵時間為11 d。此工藝生產(chǎn)的食醋不僅色澤風(fēng)味好，而且比相同工藝生產(chǎn)的白醋具有更多的多酚、黃酮類抗氧化功能成分，且為橄欖油副產(chǎn)物油橄欖果汁提供了新的利用方案，對保護(hù)環(huán)境和提高經(jīng)濟(jì)效益具有積極意義。