三種發(fā)酵型茶醋生產(chǎn)工藝研究

張露　呂立堂　趙德剛

摘 要：本研究以三種茶（紅茶、綠茶、黑茶）和高粱白酒（52°）為原料，醋酸菌為菌種。以提取溫度、料液比、初始加糖量為因素進(jìn)行了三因素三水平正交試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅茶為本實(shí)驗(yàn)的最佳用茶，其發(fā)酵工藝參數(shù)為100℃提取溫度、1∶10料液比、3 g/100mL初始加糖量。在轉(zhuǎn)速100 rpm/min，溶氧20%的條件下發(fā)酵罐發(fā)酵20天，得到酸度為6.01°、茶多酚含量6.71 g/L、氨基酸含量0.17 g/L的茶醋。通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定了產(chǎn)品調(diào)配參數(shù)：3°（酸度）茶醋+6%蔗糖+7%蜂蜜+0.4%有機(jī)酸+0.05%山梨酸鉀。

關(guān)鍵詞：茶醋;茶多酚;氨基酸;發(fā)酵工藝;茶乳酪

中圖分類號(hào)：Q185

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2019）04-0086-07 國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.04.016

Study on the Production Technology of Three Kinds of Fermented Tea Vinegar

ZHANG Lu1，LV Li-tang2*，ZHAO De-gang1，3

（1.College of Life Sciences/Research Institute of Agricultural Bioengineering，Guizhou University，key Laboratory of Germplasm Innovation for Conservation and Protection of Mountain Plant Resources，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.College of Tea / Research Institute of Agricultural Bioengineering，Guizhou University，key Laboratory of Germplasm Innovation for Conservation and Protection of Mountain Plant Resources，Guiyang，Guizhou 550025，China;3.Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang，Guizhou 550006，China）

Abstract：：This study was conducted using three kinds of tea （black tea，green tea and dark tea），sorghum liquor （52°） as raw materials and acetobacter as starter. The three-factor and three-level orthogonal test was carried out with the factors of temperature，feed liquid ratio and initial sugar content. It was found that black tea was the best tea for the production of fermented tea vinegar，and the ferment technical parameters were as follows： the extraction temperature 100℃，solid-liquid ratio 1∶10，and 3 g/100mL initial sugar addition. And the tea vinegar with the acidity of 6.01°，the tea polyphenol content of 6.71 g/L and the amino acid content of 0.17 g/L was obtained under the condition that the later rotation speed was 100 rpm/min and the dissolved oxygen was 20%. Through a single factor test，the product flavor blending parameters were determined as follows：3°（acidity） tea vinegar，6% sucrose，7% honey，0.4% organic acid and 0.05% potassium sorbate.

Key words： tea vinegar; tea polyphenols; amino acid; fermentation technology; tea cheese

現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)，茶葉中茶多酚具有抗癌、防治腦中風(fēng)、抗血栓、提高免疫力以及防衰老、防輻射、助消化等多種功效[1-2]。茶葉的諸多功用已被世界上越來(lái)越多的人認(rèn)可，茶已成為世界性的大眾飲料[3-4]。中國(guó)人食醋的歷史悠長(zhǎng)，至少在三千年以上，醋具有美容護(hù)膚，消除疲勞，增進(jìn)食欲等功效[5-6]。

隨著生活水平的逐步提高，人們對(duì)食醋的需求不再滿足于簡(jiǎn)單的調(diào)酸、防腐殺菌、增進(jìn)食欲等功能，而是更注重其防衰老、防止“文明病”等功效，開(kāi)發(fā)保健型食醋已成為趨勢(shì)，而茶醋兼具茶葉和食醋的雙重功效是為功能明確的保健飲料[7-8]。本研究以夏秋茶和高粱白酒（52°）為原料，以滬釀1.01醋酸菌為菌種。對(duì)三種發(fā)酵型茶醋生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料

醋酸菌（Acetobacter）（滬釀1.01）：來(lái)源于貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院;

茶葉：來(lái)源于貴州大學(xué)茶學(xué)院自制綠茶、紅茶、黑茶;

白酒：市售52°濃香型高粱酒（貴州省仁懷市茅臺(tái)鎮(zhèn)榮和盛世有限公司）;

蔗糖：市售蔗糖，符合GB317-84;

蜂蜜：購(gòu)于星力超市（江西意蜂實(shí)業(yè)有限公司），符合GB149-63;

DL-蘋果酸：市售DL-蘋果酸（安徽雪郎生物科技股份有限公司），符合GB25544-2010;

山梨酸鉀：市售山梨酸鉀（山東昆達(dá)生物科技有限公司），符合GB886.39。

1.2 主要設(shè)備

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

茶湯的制備：以1∶10、1∶20、1∶30的茶水比在80℃、90℃、100℃中浸提30 min，過(guò)濾除渣，再用少量蒸餾水沖洗兩遍，濾液與前過(guò)濾液合并。

茶酒的制備：在茶湯中加入白酒，使其酒精度為6°～7°，得到茶酒。

菌種的制備：將菌種在含碳酸鈣的篩選培養(yǎng)基上，以透明圈與菌面積比最大的單菌落為最佳用菌。將此菌接入醋酸菌液體培養(yǎng)基，30℃條件下培養(yǎng)48 h，得一級(jí)種子液;一級(jí)種子液接入茶酒，培養(yǎng)48 h得發(fā)酵用種子液。

醋酸發(fā)酵：分為實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵和發(fā)酵罐發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵采用搖瓶，裝液量小于60%，120 r/min;發(fā)酵罐發(fā)酵條件為100 r/min、20%溶氧。

1.3.3 發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)

選擇提取溫度、料液比、初始加糖量這三個(gè)因素進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，以確定茶醋最佳的發(fā)酵參數(shù)，具體見(jiàn)表1、表2。

1.3.4 口味調(diào)配單因素試驗(yàn)

為使茶醋風(fēng)味口感俱佳，發(fā)酵后加入蔗糖和蜂蜜進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配條件如表3、表4所示。

1.3.5 品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)

從香氣、滋味、湯色、組織狀態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行打分，請(qǐng)具有一定感官評(píng)定基礎(chǔ)的十位貴州大學(xué)茶學(xué)院老師和學(xué)生進(jìn)行審評(píng)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5。

1.3.6 理化指標(biāo)測(cè)定方法

pH測(cè)定方法：pH計(jì);

總酸測(cè)定方法：酸堿滴定法（GB/T124 56～90）;

茶多酚測(cè)定方法：酒石酸亞鐵比色法（GB/T8313～2002）;

游離氨基酸測(cè)定方法：印三酮比色法（GB/T8314～2002）

1.3.7 統(tǒng)計(jì)分析方法

茶醋發(fā)酵工藝試驗(yàn)的所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，表示方式均為平均值，文中所有數(shù)據(jù)均是3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值，所有圖也為3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值，誤差線表示3次重復(fù)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交實(shí)驗(yàn)茶湯成分分析

對(duì)三種茶不同配比和不同提取溫度的茶湯進(jìn)行茶多酚、氨基酸含量分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2-a、b、c可知茶水比越大、浸提溫度越高茶多酚的含量越高。茶多酚含量為圖2-a、b、c最高8.89 g/L，圖2-b茶多酚含量次之6.03 g/L，圖2-c茶多酚含量最低3.33 g/L，可見(jiàn)茶多酚含量綠茶>紅茶>黑茶。圖2-a中1∶10茶水比（1、4、7號(hào)）茶多酚含量11.67 g/L，1∶20茶水比（2、5、8號(hào)）茶多酚含量8.53 g/L，1∶30茶水比（3、6、9號(hào)）茶多酚含量6.44 g/L;圖2-b中，1∶10、1∶20、1∶30茶水比中茶多酚含量為7.11、6.00、5.00 g/L;圖2-c中，1∶10、1∶20、1∶30茶水比中茶多酚含量為4.01、3.26、2.73，發(fā)現(xiàn)三種茶的茶多酚含量都與茶水比成正比。圖2-a中4號(hào)茶湯茶多酚含量最高，為12.76 g/L，圖2-b中7號(hào)茶湯茶多酚含量最高8.21 g/L，圖2-c中7號(hào)茶湯茶多酚含量最高5.00 g/L，所以4、7、7號(hào)為綠茶、紅茶、黑茶茶多酚提取最佳配方。圖2-d中氨基酸含量為1.05 g/L，圖2-e為0.89 g/L，圖2-f為0.25 g/L，氨基酸含量同樣呈現(xiàn)綠茶>紅茶>黑茶。圖2-d中氨基酸含量最高的為2號(hào)茶湯1.60 g/L，圖2-e中氨基酸含量最高的為7號(hào)茶湯1.18 g/L，圖2-c中氨基酸含量最高的2、4、7號(hào)茶湯都為0.30 g/L，則2、4、7號(hào)為綠茶、紅茶、黑茶氨基酸提取最佳配方。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)茶醋成分分析

將上述三種茶葉的九種配比茶湯加入白酒制成茶酒，接入醋酸菌后在30℃、120 r/min下進(jìn)行搖瓶發(fā)酵。以最終發(fā)酵液不含酒味且酸味不再繼續(xù)加重為發(fā)酵結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，綠茶發(fā)酵的茶醋發(fā)酵周期需20 d，紅茶發(fā)酵的茶醋發(fā)酵周期為15 d，黑茶發(fā)酵的茶醋周期最短為7 d。

2.2.1 茶醋pH值

測(cè)定發(fā)酵完成后不同茶醋的pH值，結(jié)果如下圖3。從圖3發(fā)現(xiàn)，雖然三種茶醋的發(fā)酵周期不盡相同，但pH值相差不大，都在3左右。其中以紅茶為原料的8號(hào)pH值最大為3.27，7號(hào)pH值最小為2.41。

2.2.2 茶醋酸度值

用酸堿滴定法測(cè)定了發(fā)酵完成的茶醋，結(jié)果如圖4。該值為茶醋的總酸度即代表醋酸含量高低，值越大則醋酸含量越高。從圖4知酸度值大致分布在4.9°左右位置，綠茶發(fā)酵的茶醋平均酸度值為4.89°，紅茶發(fā)酵的茶醋為4.88°，黑茶發(fā)酵的茶醋為4.87°，可看出不同類型茶葉對(duì)醋酸的產(chǎn)生影響不大。其中最大值（紅茶8號(hào)5.27°）和最低值（紅茶1號(hào)4.41°）都出現(xiàn)在紅茶發(fā)酵的茶醋中。

2.2.3 茶醋中茶多酚、氨基酸含量

將發(fā)酵完成后的茶醋進(jìn)行茶多酚、氨基酸的含量檢測(cè)，得到結(jié)果如圖5所示。發(fā)現(xiàn)茶多酚、氨基酸含量保持著綠茶發(fā)酵的茶醋>紅茶發(fā)酵的茶醋>黑茶發(fā)酵的茶醋規(guī)律。圖5-a、c兩圖發(fā)現(xiàn)同配比下不同溫度茶多酚含量相差不大，圖5-b中7號(hào)茶醋茶多酚含量明顯高于其他幾種茶醋，達(dá)到7.21 g/L，高于均值2.08倍，則7號(hào)紅茶配比在發(fā)酵過(guò)程中可能有利于茶多酚的保留。圖5-d、e、f為茶醋中氨基酸含量對(duì)比圖。圖5-d中2號(hào)茶醋所含氨基酸量最多0.89 g/L，圖5-e中7號(hào)氨基酸含量最高0.6 g/L，圖5-f中氨基酸最高含量為2、4號(hào)0.13 g/L。

2.3 風(fēng)味調(diào)配

將搖瓶發(fā)酵完成的各茶醋，先使其酸度降到3°，因?yàn)樽鳛橐环N飲品5°酸度過(guò)高，3°為適合酸度。將稀釋后茶醋按表3加入蔗糖，得到結(jié)果如表7。從表7發(fā)現(xiàn)6 g/100mL的蔗糖添加量口味最佳。

2.4 品評(píng)打分

將三種茶的九種配比發(fā)酵產(chǎn)物按表7進(jìn)行調(diào)配，然后進(jìn)行品評(píng)打分，結(jié)果如表8。可以看出紅茶茶醋感官品質(zhì)平均得分為79.32，在三種茶中最高，比綠茶高4%，比黑茶高12%。紅茶評(píng)分超過(guò)80占56%，其中7號(hào)和8號(hào)的評(píng)分為88.2和89.0。綠茶評(píng)分超過(guò)80.0的僅為22%，黑茶則為0%。從以上數(shù)據(jù)看出，紅茶的口感風(fēng)味最佳。

2.5 茶醋生產(chǎn)參數(shù)

綜上，可以發(fā)現(xiàn)紅茶發(fā)酵的茶醋口感風(fēng)味優(yōu)于其他兩種茶;茶多酚、氨基酸含量也在中等水平，雖然低于綠茶發(fā)酵茶醋的茶多酚含量，但發(fā)酵時(shí)間短于綠茶，可以降低成本;由此確定紅茶為茶醋發(fā)酵的最佳用茶。由于茶醋將以商品形式出現(xiàn)，則口感風(fēng)味為最重要因素，故紅茶發(fā)酵的茶醋中高于80分的3號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)優(yōu)先考慮，其中7號(hào)的茶多酚和氨基酸含量分別為8.21 g/L和1.18 g/L，都為最高值。所以得出發(fā)酵型茶醋最佳工藝為：紅茶7號(hào)（提取溫度：100℃，料液比：1∶20，初始加糖量：3 g/100mL）。

2.6 發(fā)酵罐生產(chǎn)

將上述得到的最佳發(fā)酵工藝運(yùn)用至30 L發(fā)酵罐中，在轉(zhuǎn)速100 rpm，溶氧20%的條件下發(fā)酵20天，成功得到酸度為6.01°、茶多酚含量6.71 g/L、氨基酸含量0.17 g/L的紅茶茶醋。從發(fā)酵原液到成品具體流程如圖6。 圖6-a茶醋原液采用過(guò)濾煮沸方法進(jìn)行滅菌，并按上述風(fēng)味調(diào)配法進(jìn)行調(diào)配，發(fā)現(xiàn)與搖瓶發(fā)酵成品相比，出現(xiàn)了口味不融合且口感發(fā)澀發(fā)緊現(xiàn)象。為了消除此口感，則在上述調(diào)配基礎(chǔ)上加入表5的蜂蜜量，結(jié)果如表8，發(fā)現(xiàn)7 mL/100mL蜂蜜添加量的茶醋味道柔和但略微偏甜，低于此量則分離感和苦澀感仍存在。最終確定7 mL/100mL的蜂蜜添加量，再添加0.4 g/100mLD L-蘋果酸，口感柔和口味酸甜。綜上，茶醋風(fēng)味調(diào)配最終參數(shù)：3°茶醋+6%蔗糖+7%蜂蜜+0.4%有機(jī)酸+0.05%山梨酸鉀。最后裝罐得到圖6-b。

2.7 儲(chǔ)存條件

茶醋成品分別放置在4℃冰箱和室溫（25℃）中20天，觀察產(chǎn)品的變化。發(fā)現(xiàn)兩種溫度儲(chǔ)存下皆出現(xiàn)絮狀物，但置于4℃冰箱的茶醋口感更爽冽，且4℃更利于茶醋保存。故茶醋產(chǎn)品最佳應(yīng)儲(chǔ)存在4℃中。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)采用在發(fā)酵初期直接向底物中加入一定量的酒，引入菌種，即開(kāi)始發(fā)酵，跳過(guò)發(fā)酵酒精階段，可大大縮短發(fā)酵的周期[7]的方法。由圖2發(fā)現(xiàn)氨基酸含量與茶水比和浸提溫度之間不存在對(duì)應(yīng)規(guī)律，由于干茶本身氨基酸含量小，通過(guò)浸泡提取出的氨基酸則更少，在不可避免的測(cè)量誤差中使得數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，可能導(dǎo)致未發(fā)現(xiàn)規(guī)律。由于醋酸是弱酸，氫離子不能完全解離，pH值只能代表游離氫離子的含量，所以總酸測(cè)定才是茶醋的真正酸度[9-11]。醋酸是由酒精氧化后形成且存在1∶1關(guān)系，但發(fā)酵過(guò)程中酒精難免揮發(fā)，所以初始酒度6°～7°，而最終總酸下降到只有5°左右[12]。由圖2、圖5對(duì)比發(fā)現(xiàn)茶醋較茶湯相比茶多酚、氨基酸的含量都有降低，圖2中三種茶多酚均值為8.89、6.03、3.33 g/L，圖5為6.31、3.47、1.44 g/L，下降了29%、42%、56%;圖2三種茶氨基酸均值為1.05、0.89、0.25 g/L，圖5氨基酸含量均值為0.57、0.45、0.1 g/L，下降了46%、51%、60%，其中無(wú)論茶多酚還是氨基酸含量，都是綠茶下降占百分比最少，黑茶最多，紅茶居中，所以在茶醋發(fā)酵中綠茶更利于茶多酚、氨基酸的保存。茶多酚具有抑菌作用，綠茶茶多酚含量最高，故發(fā)酵周期最長(zhǎng)[13]。發(fā)酵的茶醋有苦澀味且口感發(fā)緊，這是由于茶醋中含茶多酚造成的，且茶多酚含量越高此感覺(jué)越強(qiáng)烈[14]。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在4℃儲(chǔ)存下茶醋會(huì)出現(xiàn)絮狀物，這是由于溫度低時(shí)茶醋中的茶多酚與氨基酸、咖啡堿、金屬離子之間出現(xiàn)了絡(luò)合機(jī)制從而產(chǎn)生了茶乳酪[15]。

通過(guò)上述單因素和正交試驗(yàn)以及對(duì)茶醋風(fēng)味調(diào)配和儲(chǔ)存試驗(yàn)，得出了茶醋發(fā)酵最佳條件：紅茶，提取溫度100℃，料液比1∶10，初始加糖量3 g/100mL，轉(zhuǎn)速100 rpm，溶氧20%;調(diào)配最佳參數(shù)：3°茶醋、6%蔗糖、7%蜂蜜、0.4%有機(jī)酸、0.05%山梨酸鉀;最佳儲(chǔ)存溫度：4℃。

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