補料發(fā)酵法生產玫瑰醋工藝優(yōu)化及風味分析

蔣予箭，黃炳文，李 婷

補料發(fā)酵法生產玫瑰醋工藝優(yōu)化及風味分析

蔣予箭，黃炳文，李 婷

（浙江工商大學食品與生物工程學院，杭州 310018）

為了提高傳統(tǒng)玫瑰醋的生產效率，以裝料量為500 kg的陶缸作發(fā)酵容器，在自然發(fā)酵條件下，分別在1.5、2.5、3.5 g/100 mL的初始酸度進行補料，補料體積比（原醋液：黃酒醪）設置為2:1和1:1兩種情況，完成玫瑰醋補料發(fā)酵工藝的研究。結果表明：在初始酸度2.5 g/100 mL時補加等體積酒醪，發(fā)酵過程酸度最高上升到（5.59±0.27）g/100 mL（對照組為（5.19±0.23）g/100 mL），醋酸發(fā)酵周期從90 d縮短至78 d；非揮發(fā)性有機酸積累量達（27.15±1.11）mg/mL（對照組為（24.57±0.69）mg/mL），樣品酸甜適口，酸味柔和；補料成品色率達到1.8×105（對照組色率為1.9×105），色澤接近傳統(tǒng)玫瑰醋。該工藝的完成對玫瑰醋生產企業(yè)擴大產量、提高效率有積極意義。

發(fā)酵；風味；優(yōu)化；玫瑰醋；補料；有機酸；色率

0 引 言

浙江玫瑰醋利用自然界中的霉菌、酵母菌、細菌等野生菌株，采用表面靜置發(fā)酵法制成，產品具有色澤艷如玫瑰，酸味柔和綿長，鮮而微甜，營養(yǎng)豐富，醋香純正的呈味特點[1-2]。但是其生產規(guī)模普遍偏小，由于采用天然接種發(fā)酵的工藝，在搭窩、翻缸操作中以手工操作為主，勞動強度大，生產效率低，浙江省玫瑰醋年總產量不到6萬t，玫瑰醋的產量達不到日益增長的市場需求[3]。

補料發(fā)酵（fed-batch fermentation）指在分批發(fā)酵時，間歇或連續(xù)地補加一定量的營養(yǎng)物質，減少菌種老化和變異，有利于終產物的含量提高和產物的分離[4-5]。Bae等[6]在補料發(fā)酵過程中，選擇合適的加料時間、加料速率和培養(yǎng)基濃度對獲得最佳的細胞生長和產細菌纖維素率具有重要意義。張陽等[7]采用亞甲基藍還原法研究了酒精分批發(fā)酵過程中酵母活力，于分批發(fā)酵（初糖240 g/L）主發(fā)酵期10 h左右進行酒精分批補料發(fā)酵，此時補料發(fā)酵效果最好，乙醇質量濃度（152.28±2.37）g/L、乙醇產率（2.46±0.04）g/(L·h)和總糖發(fā)酵效率89.84%均達到最高值。Sulhee 等[8]優(yōu)化了洋蔥醋的補料發(fā)酵條件，在中試發(fā)酵罐中洋蔥醋的最大酸度在48 h達到4.6%，發(fā)酵速度比一般標準快5倍，縮短了發(fā)酵時間，使洋蔥醋的生產更加經濟。熊賢平等[9]確定須采用分割體積補料發(fā)酵方式才能獲得總酸≥7.0 g/100 mL飲料用蘋果醋，且其最佳分割體積補料方案為補料發(fā)酵果酒酒精度為10.0%(體積分數(shù))、分割體積比25%。從玫瑰醋補料發(fā)酵途徑上分析，在適當?shù)臅r間點補加飯（淀粉）、補加糖或補加酒精都可以完成補料發(fā)酵，但是補加酒醪環(huán)節(jié)更接近反應的終點，所以通過補加酒醪是實現(xiàn)擴產增效的最簡捷途徑。將補料發(fā)酵技術應用到玫瑰醋生產中，在提高玫瑰醋生產效率的同時還能增加產量，在以往的文獻中還未見這方面的報道。本論文結合補料時機、補料量及補料發(fā)酵產品的風味等因素，對玫瑰醋的補料發(fā)酵過程及產品色香味展開研究，以期為浙江玫瑰醋的生產突破季節(jié)限制，擴大產量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

晚秈米：碳水化合物75%左右，蛋白質7%～8%，脂肪1.3%～1. 8%，產地安徽。黃酒醪：由機械化大罐生產的黃酒發(fā)酵醪，酒精度14%～16%（體積分數(shù)），糖度5～8 g/100 mL，總酸0.2～0.3 g/100 mL。氫氧化鈉，葡萄糖，硫酸銅，氯化鈉，磷酸二氫銨，磷酸，均為分析純。有機酸標準樣品：乳酸，丙酮酸，甲酸，乙酸，蘋果酸，琥珀酸，檸檬酸，酒石酸，-酮戊二酸，草酸（純度＞99%）；甲醇（色譜純）。

1.2 儀器與設備

721型可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；TGL-16 臺式高速離心機：常州梅香儀器有限公司；AR-2140電子分析天平；PHS-3C型pH計：上海雷磁儀器廠；TGW16 臺式高速微量離心機：上海中科生物醫(yī)學高科技開發(fā)有限公司；LC-2010AHT 高效液相色譜：日本島津儀器公司；3-16K SIGMA 高速冰凍離心機：德國SIGMA公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗工藝流程

圖1 玫瑰醋傳統(tǒng)及補料發(fā)酵工藝流程圖

1）以秈米為原料，常溫浸米7 d（隔天換水），常壓蒸飯（控制出飯率220%）；

2）米飯冷涼至35～40 ℃，每缸投入飯220 kg，搭窩，加草缸蓋，常溫（25～28 ℃）發(fā)花16 d；

3）發(fā)花結束時，按米：水(質量比)=1：3沖缸放水，后續(xù)步驟用機械攪拌罐代替?zhèn)鹘y(tǒng)陶缸發(fā)酵，在第1周控制發(fā)酵液溫度為28～33 ℃，第2～12周控制發(fā)酵醪液溫度為33～37 ℃，后期控制溫度20～25 ℃；

4）當酸度不再上升時，添加3%食鹽，用薄膜封缸，常溫后熟1個月。

1.3.2 不同補料點、不同補料量的試驗設計

控制發(fā)酵條件溫度為29～33 ℃（玫瑰醋發(fā)酵以自然發(fā)酵為主，一般在5月5日至6月5日的季節(jié)投料，在有保溫和通風條件的室內進行，模擬生產實際條件，溫度不設變量），補料后每隔6 d跟蹤測定酸度、還原糖、酒精度的變化。

試驗分組如下：

1）對照組：按傳統(tǒng)玫瑰醋的工藝進行生產，無補料操作。

2）不同初始酸度下的補料發(fā)酵試驗：初始酸度為1.5 g/mL（A組）、2.5 g/mL（B組）、3.5 g/mL（C組）。

3）不同補料量下的補料發(fā)酵試驗：醋液和黃酒醪體積比為2:1（Ⅰ組）、1:1（Ⅱ組）。

1.3.3 還原糖、酒精度和酸度的測定

還原糖的測定：斐林試劑直接滴定法[10]；酒精度的測定：蒸餾法；總酸的測定：酸堿滴定的指示劑法。

1.3.4 乙醇氧化生成乙酸的反應速度

乙醇氧化成乙酸是在乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的作用下完成的，是典型的的酶促反應過程，其反應速度可用米氏方程來表達

式中max是酶被底物飽和時的反應速度，[]為底物濃度，mol/L；K值稱為米氏常數(shù)。

1.3.5 酒精轉酸率的計算

1.3.6 色澤變化的測定

將樣品稀釋50%，以5 000 r/min下離心20 min，測定其在610 nm波長下的吸光值610，平行測定3次，取平均值。根據(jù)公式（3）[11]計算其色率值表示顏色的深淺程度。

色率（EBC）=20

A

610

/0.076 （3）

1.3.7 玫瑰醋有機酸組分含量測定

1.3.8 感官分析方法

以食醋的色澤、透明度、酯香、醋香、焦香、酸味、甜味、鮮味、澀味這9個指標對樣品打分，每個指標的分值按感官刺激作用的強弱給出0~5分；評分人員（10人）評分前經專業(yè)訓練，評分時單獨打分，最后取平均值，作出感官定量分析雷達圖[12]。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

采用Origin8.5和Excel進行各指標的數(shù)據(jù)處理，顯著性分析采用Spss 22.0進行運算。

2 結果與分析

2.1 不同初始酸度對玫瑰醋補料發(fā)酵過程的影響

分別在初始酸度達到1.5，2.5，3.5 g/100 mL時，分割250 kg的玫瑰醋發(fā)酵底料（經過醋酸發(fā)酵18，36，54 d），補加250 kg酒醪進行發(fā)酵，酒醪的溫度調節(jié)至29～33 ℃、酒精度稀釋成6%（體積比）[13]（見圖1），跟蹤還原糖、酒精度、酸度的變化。發(fā)酵過程曲線如圖2所示。

由圖1可知，在玫瑰醋生產的沖缸放水過程中，空氣會大量進入發(fā)酵醪液中，這有利于酵母菌的繁殖；然后在沖缸放水后的最初幾天，醪液保持靜置（溫度不超過33 ℃不翻缸），醪液內的糖分又在厭氧條件下被酵母快速發(fā)酵成酒精[14]。從圖2a、2b看出，這個過程中（第5～7天）還原糖含量直線下降、酒精度直線上升。在接下去的過程中，傳統(tǒng)玫瑰醋是一個天然的、多邊發(fā)酵的過程。從淀粉水解成葡萄糖的糖化作用，由葡萄糖轉變?yōu)橐掖嫉木凭l(fā)酵，由乙醇氧化成乙酸的醋酸發(fā)酵這3個反應同時進行著，并保持一定的平衡。傳統(tǒng)的醋酸發(fā)酵周期長達90 d，還原糖含量達到1.15 g/100 mL，而初始酸度為1.5 g/100 mL補料組于第54天結束醋酸發(fā)酵，還原糖質量濃度達到1.22 g/100 mL；初始酸度為2.5 g/100 mL補料組于第78天完全結束醋酸發(fā)酵，還原糖質量濃度達到1.36 g/100 mL。由此可認為補料工藝可加快醋酸發(fā)酵，同時提高還原糖含量。

注：醋液：黃酒醪體積比為1:1。

國外研究補料發(fā)酵的關注點目前主要集中于氧氣供給、溫度調控及最佳補料比這3個方面[15-16]，而傳統(tǒng)玫瑰醋發(fā)酵過程與醋酸菌的深層發(fā)酵不同，是一種表面靜置條件下的天然發(fā)酵。為了防止這種天然發(fā)酵被雜菌污染，最關注的問題是補料時機與補料量[17]。從圖2c看出，與傳統(tǒng)發(fā)酵對比，由于補料后醪液中糖分和酒精度的適當提高，在一段時間內醋酸發(fā)酵的速度比對照組明顯加快，在酸度達到2.5 g/100 mL時補加等體積酒醪后，醪液中糖分、酒精度分別從0.525 g/100 mL、3.6%上升到3.587 g/100 mL、4.5%，根據(jù)米氏方程，當酒精的濃度上升時，酒精酶促轉變成乙酸的反應速度就變大。所以，從圖2c可觀察到初始酸度2.5 g/100 mL時補料的酸度曲線平均斜率0.168 g/(100 mL·d)比對照組的斜率0.063 g/(100 mL·d)大。

在建設少數(shù)民族幼兒音樂教育資源庫的過程中，一定要充分發(fā)掘民間音樂固有的特性，發(fā)揮音樂教師的帶動作用，以教師為主體，使少數(shù)民族幼兒音樂教育更加有針對性，更加符合幼兒的學習需求。讓幼兒產生學習民族歌曲的濃厚興趣，提高學習民間音樂的動力，更好地了解、學習民間音樂。

補料組（初始酸度2.5 g/100 mL），從42 ～66 d內，酸度曲線的平均斜率為0.168 g/(100 mL·d)。對照組（傳統(tǒng)發(fā)酵組，不補料），從30～66 d內，酸度曲線的斜率為0.063 g/(100 mL·d)。

由表1知，與對照比較，在初始酸度2.5 g/100 mL時補料，對玫瑰醋最終酸度有顯著提高，而初始酸度1.5和3.5 g/100 mL情況下進行補料，玫瑰醋最終酸度無明顯差異甚至有所下降，但仍符合玫瑰醋酸度標準；且補料發(fā)酵對酒精轉酸率有較為明顯的提高。

表1 補料前后的總酸變化及酒精轉酸率

注：表中同一列數(shù)據(jù)上不同上標字母代表有顯著差異（<0.05），下同。

Note: There are significant differences between different superscript letters in the same column of data in the table (<0.05), the same below.

2.2 不同補料量對玫瑰醋補料發(fā)酵過程的影響

傳統(tǒng)玫瑰醋的發(fā)花和酒化約需要4周時間，但對于具備一定生產規(guī)模的釀酒企業(yè)，黃酒的發(fā)酵環(huán)節(jié)不需要經過較長時間的發(fā)花（糖化），直接使用曲和酒母在20～100 t的發(fā)酵罐中進行，只需要1周時間就可以獲得酒精度≥12%的酒醪[18]。將黃酒醪補加到玫瑰醋發(fā)酵過程中，將大大提高玫瑰醋的生產效率，原因是用機械化大罐發(fā)酵生產黃酒醪的過程，省去了玫瑰醋生產中長時間浸米、發(fā)花的過程（見圖1）。

發(fā)酵至初始酸度2.5 g/100 mL時，補加不同體積酒醪（補料比例2:1、1:1），玫瑰醋補料發(fā)酵過程曲線見圖3所示。經過90 d的發(fā)酵，補料比2:1、1:1的發(fā)酵醋液、對照組醋液（傳統(tǒng)發(fā)酵）的最終還原糖為1.0 g/100 mL左右，最終酒精度為零，最終酸度在4.5～5.5 g/100 mL的范圍。根據(jù)圖3c，補加等體積酒醪的醋酸發(fā)酵速率0.168 g/(100 mL·d)優(yōu)于補加1/2體積酒醪的發(fā)酵速率0.098 g/(100 mL·d)；補加等體積酒醪的總酸最大濃度值(5.59±0.27) g/100 mL優(yōu)于補加1/2酒醪的總酸值(5.23±0.36) g/100 mL。

從表2可看出，補料量比例的不同會影響終點酸度，從而使玫瑰醋最終的得率有顯著的提高。玫瑰醋發(fā)酵是開放式發(fā)酵，補加酒醪的體積超過原發(fā)酵醋醪體積時，對糖化、酒化、醋化的三邊發(fā)酵的平衡會產生較大影響[19-20]，筆者曾嘗試補加2倍體積酒醪（補料比例1:2）進行玫瑰醋發(fā)酵試驗，結果有1/3缸發(fā)生污染。

2.3 補料發(fā)酵對玫瑰醋色澤形成的影響

玫瑰醋以釀制的產品具有淺玫瑰色而得名，所以色澤是一項十分重要的產品屬性。目前，食醋的國家標準GB/T 18187-2000以及玫瑰醋原標準DB33/547-2005還是憑借感官指標來描述食醋的色澤，沒有定量測定方法[21-23]。本文為了更準確地辨別食醋樣品的色澤差異，測定其在610 nm下的吸光度值，按公式（3）計算EBC色率。不同條件下的樣品在發(fā)酵過程中的色率變化見圖4。由圖可知，在初始酸度1.5 g/100 mL進行補料，90 d發(fā)酵結束時，傳統(tǒng)玫瑰醋和補料發(fā)酵玫瑰醋的色率分別達到1.9×105、2.0×105、2.0×105；初始酸度2.5 g/100 mL進行補料時，補料發(fā)酵玫瑰醋的色率均達到1.8×105，看上去十分接近。初始酸度3.5 g/100 mL進行補料，補料發(fā)酵玫瑰醋的色率分別達到1.4×105、1.5×105，色率差異醪液中的氨基化合物和羰基化合物發(fā)生美拉德反應，形成羥甲基糠醛（hydroxymethylfurfural）等中間產物以及終產物黑色素是玫瑰醋色澤形成的物質基礎[24]。溫度20～25 ℃氧化即可發(fā)生美拉德反應，30 ℃以上速度加快；玫瑰醋發(fā)酵過程是一個邊糖化、邊酒精發(fā)酵、邊醋酸發(fā)酵的過程，在整個發(fā)酵過程都緩慢地有還原糖、氨基酸類物質糖釋放出，而在夏季30 ℃以上，隨著發(fā)酵的進行，色率逐漸增加。

圖3 不同補料量對玫瑰醋補料發(fā)酵過程的影響

表2 不同補料量條件下玫瑰醋的得率

注：100 kg大米=約220 kg酒精度為18%的米酒=566 kg酒精度為7%的酒液，折算回去得：1 kg酒精度為7%的酒液來源于0.177 kg大米.

Note: 100 kg rice is about 220 kg rice wine with an alcohol content of 18%, that about 566 kg liquor with an alcohol content of 7%, convert back to get: 1 kg alcohol content of 7% liquor from 0.177 kg rice.

圖4 不同初始酸度下補料的玫瑰醋色率變化圖

杭嘉湖平原和寧紹平原夏季的氣溫接近，釀制浙江玫瑰醋的歷史悠久，紹興地區(qū)常年5～10月的平均氣溫為21.5，25.5，29，28.5，24.5，19 ℃。玫瑰醋生產投料步驟應在5月5日（立夏）～6月5日（芒種）期間進行，普通玫瑰醋發(fā)酵與后熟時長為120～130 d，以使玫瑰醋在發(fā)酵、后熟期間滿足3 090～3 210（℃·d）的積溫要求[25]。

從理論的推算（表3）表明，在醋醪酸度上升到1.5～2.5 g/100 mL時補加等體積的酒醪，發(fā)酵積溫的差異在3%～10%范圍，這個積溫差異對美拉德反應產生的色澤影響是不明顯的。但是當酸度上升到3.5 g/100 mL時再進行補料，發(fā)酵積溫下降到2 509（℃·d），偏離標準值幅度達19%。發(fā)酵情況（見圖4）也表明，補料的時間點越推后，對玫瑰醋色澤的形成越不利。

2.4 傳統(tǒng)與補料發(fā)酵玫瑰醋樣品的有機酸組成及含量分析

采用HPLC法對補料發(fā)酵及傳統(tǒng)發(fā)酵的玫瑰醋樣品進行特征性有機酸含量的測定，有機酸定量結果如表4所示。

表3 玫瑰醋補料發(fā)酵積溫對照表

表4 補料發(fā)酵玫瑰醋樣品的有機酸種類及含量

注：1）表中同一行數(shù)據(jù)上不同上標字母代表有顯著差異（<0.05），A為初始酸度1.5 g·(100 mL)-1，B為初始酸度2.5 g·(100 mL)-1，Ⅰ為醋液和黃酒醪體積比為2:1，Ⅱ為醋液和黃酒醪體積比為1:1；2）深層發(fā)酵醋指通風發(fā)酵條件下的大罐液態(tài)發(fā)酵醋，具體數(shù)據(jù)參考文獻[26]。

Note: 1) There are significant differences in the superscript letters on the same row of data in the table (<0.05), A is the initial acidity of 1.5 g·(100 mL)-1, B is the initial acidity of 2.5 g·(100 mL)-1,Ⅰ is the volume ratio of vinegar to rice wine mash of 2:1, Ⅱ is the volume ratio of vinegar to rice wine mash of 1:1; 2) Submerged fermentation vinegar refers to the large pot of liquid fermentation vinegar under the condition of ventilated fermentation. Specific data references [26].

由表4看出，6種玫瑰醋樣品中均含有10種特征性有機酸，乙酸含量占總酸65%～86%，其次為乳酸占總酸的12%左右。補料發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵生成的玫瑰醋中，非揮發(fā)性有機酸總量均有顯著性差異（<0.05）。其中初始酸度1.5 g/100 mL補料下玫瑰醋的非揮發(fā)性有機酸總量明顯下降，而初始酸度2.5 g/100 mL補料下的玫瑰醋中的非揮發(fā)性有機酸總量有所增加。

玫瑰醋生產過程中，乙酸主要是醋酸菌在發(fā)酵液表面經好氧發(fā)酵產生的；在醪液的深層處于厭氧狀態(tài)，乳酸菌在厭氧條件下將糖分轉化為成乳酸。乙酸和乳酸在玫瑰醋樣品中所占比例較大，占特征性總酸的80%左右。其他的8種有機酸含量較低，這些有機酸大部分是三羧酸循環(huán)的中間代謝物，在醋酸發(fā)酵過程中不會有大量的積累。深層發(fā)酵醋一般采用單一的醋酸菌，而玫瑰醋的天然發(fā)酵會有醋化醋桿菌、木醋桿菌、弱氧化醋酸菌、紋膜醋酸桿菌等參與發(fā)酵[27]，弱氧化醋酸菌可以積累少量酒石酸，木醋桿菌會積累少量乳酸、丙酮酸[28]，所以與深層發(fā)酵醋相比，傳統(tǒng)玫瑰醋和補料發(fā)酵玫瑰醋在檸檬酸、乳酸、丙酮酸和酒石酸的含量上更豐富。

單純的醋酸刺激性很大，回味短；而蘋果酸酸味圓潤持久，琥珀酸有鮮味，能緩沖乙酸的刺激性，可以提高食醋的酸味平和性[29]，這些非揮發(fā)酸對食醋的滋味起著重要的作用。非揮發(fā)性有機酸總量：B-Ⅱ（27.15 mg/mL）>B-Ⅰ（26.02 mg/mL）>傳統(tǒng)發(fā)酵（24.57 mg/mL）>A-Ⅰ（17.78 mg/mL）>A-Ⅱ（16.79 mg/mL）>深層發(fā)酵醋（11.30 mg/mL），這表明在初始酸度2.5 g/100 mL時補料（B-Ⅰ、B-Ⅱ）對非揮發(fā)性有機酸的形成是有利的。

2.5 補料發(fā)酵玫瑰醋感官特性分析

參考標準DB33/547-2005對玫瑰醋色、香、味的要求，對傳統(tǒng)發(fā)酵、A-Ⅰ、A-Ⅱ、B-Ⅰ、B-Ⅱ成品玫瑰醋按9個指標進行定量描述分析（打分），將得到的感官特性強度評價結果取其平均值繪制定量描述（QDA，quantitative descriptive analysis）分析雷達圖[30-31]，見圖5。

圖5 不同初試酸度補料發(fā)酵玫瑰醋QDA分析圖

由圖5可知，初始酸度1.5 g/100 mL補料醋樣在醋香、酯香、焦香的指標上遜色于傳統(tǒng)發(fā)酵的樣品，而且澀味強度也較大；而補料時間在2.5 g/100 mL酸度時，澀味較傳統(tǒng)玫瑰醋有明顯降低，且酯香味和鮮味比傳統(tǒng)發(fā)酵玫瑰醋得分高。

感官評定的規(guī)則是當某項指標狀態(tài)最佳時為滿分，因此雷達圖所圍成的面積越大，其感官品質越好。傳統(tǒng)發(fā)酵、A-Ⅰ、A-Ⅱ、B-Ⅰ、B-Ⅱ5組面積分別為：27.63、16.90、22.56、27.31、27.19。顯然補料時間較早的A-Ⅰ、A-Ⅱ組面積值較小，即過早地補料（調節(jié)多邊發(fā)酵的狀態(tài)），對保留傳統(tǒng)玫瑰醋的風味不利，初始酸度2.5 g/100 mL補料（B-Ⅰ、B-Ⅱ）的感官量化值（27.31、27.19）與傳統(tǒng)發(fā)酵玫瑰醋的感官量化值（27.63）十分接近。

本研究在選擇補料酒液溫度（使醪液處于23～30 ℃）、補料酒醪酒精度6%的基礎上[13]，通過比較不同補料初始酸度、不同補料量條件下的發(fā)酵速率、色澤、風味、口感等產品特征，找出了初始酸度2.5 g/100 mL，醋液和酒醪補料體積比1:1是具有實用價值的最佳補料發(fā)酵條件，突破了行業(yè)內關于“玫瑰醋補料發(fā)酵增產不增味”的局面。

3 結 論

1）在玫瑰醋醪酸度達到2.5 g/100 mL時，補加等體積、酒精度為6%的酒醪的補料發(fā)酵工藝最為適宜，酸度最高上升到(5.59±0.27) g/100 mL，酒精轉化醋酸的效率達到95%。與傳統(tǒng)發(fā)酵對比，醋酸發(fā)酵周期從90 d縮短至78 d。

2）色澤是一項十分重要的產品屬性。在初始酸度1.5～2.5 g/100 mL時進行補料，90 d發(fā)酵結束時，補料發(fā)酵玫瑰醋的色率達到1.8×105～2.0×105，與傳統(tǒng)玫瑰醋的色率（1.9×105）的差異很小。

3）不同補料量對浙江玫瑰醋中的有機酸形成影響不大，而不同初始酸度下補料對有機酸積累影響顯著。初始酸度2.5 g/100 mL時補加等體積、酒精度為6%的酒醪可使非揮發(fā)性有機酸總量達（27.15±1.11）mg/mL，傳統(tǒng)玫瑰醋樣品為（24.57±0.69）mg/mL。初始酸度2.5 g/100 mL、補料體積比1:1補料發(fā)酵樣品的感官面積值27.19與傳統(tǒng)玫瑰醋的感官面積值27.63十分接近。

[1] Jiang Yujian, Lin Sen, Zhang Lei, et al. Upgrading the fermentation process of zhejiang rosy vinegar by purebred microorganisms[J]. Advances in Microbiology, 2013(3): 297－301.

[2] 高澤鑫，孫曉彤，黃勛，等. 海寧裕豐傳統(tǒng)玫瑰醋優(yōu)勢醋酸菌分離及培養(yǎng)[J]. 中國釀造，2014，33(7)：126－129.

Gao Zexin, Sun Xiaotong, Huang Xun, et al. Separation and cultivation of dominant Acetobacter acetic from traditional rose vinegar in Haining Yufeng area[J].China Brewing, 2014, 33(7): 126－129. (in Chinese with English abstract)

[3] 張鑒平. 浙江玫瑰醋冬釀的可行性研究[D]. 杭州：浙江工商大學，2015.

Zhang Jianping. Zhangjiang Rosy Vinegar Wine Production Technology Research[D]. Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2015. (in Chinese with English abstract)

[4] Wang Fengsheng. Simultaneous optimization of feeding rate and operation parameters for fed-batch fermentation processes[J]. Biotechnology Progress, 1999, 15(5): 949－952.

[5] Qun Yan. Biosynthesis of polyhydroxyalkanoates (PHAs) with continuous feeding of mixed organic acids as carbon sources by Ralstonia eutropha[J]. Process Biochemistry, 2003, 39(3): 387－391.

[6] Bae S, Shoda M. Bacterial cellulose production by fed-batch fermentation in molasses medium[J]. Biotechnology Progress, 2008, 20(5): 1366－1371.

[7] 張陽，伍時華，趙東玲，等. 基于亞甲基藍還原法確定酒精分批補料發(fā)酵的最佳補料時間[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2017，43(8)：40－45.

Zhang Yang, Wu Shihua, Zhao Dongling, et al. Optical feeding time determination of ethanol fed-batch fermentation based on methylene blue dye reduction test[J]. Food and Fermentation Industries, 2017, 43(8): 40－45. (in Chinese with English abstract)

[8] Sulhee Lee. Fed-batch fermentation of onion vinegar using Acetobacter tropicalis[J].Food Science and Biotechnology, 2016, 25(5): 1407－1411.

[9] 熊賢平，李煒炤，朱婭媛，等. 高酸度飲料用蘋果醋補料發(fā)酵工藝研究[J]. 飲料工業(yè)，2017(2)：37－41.

Xiong Xianping, Li Weizhao, Zhu Yayuan, et al. Study on the technology of high-acid apple vinegar for beverage by fed fermentation[J]. The Beverage Industry, 2017(2): 37－41. (in Chinese with English abstract)

[10] 還原糖的測定：GB/T 13662-2008[S].

[11] 崔云，盧紅梅，張義明，等. 食醋色率變化的研究[J]. 中國調味品，2009，34(4)：61－62.

Cui Yun, Lu Hongmei, Zhang Yiming, et al.Studying the change of color ratio in vinegar[J]. China Condient, 2009, 34(4): 61－62. (in Chinese with English abstract)

[12] 車君艷，何小龍，周曉燕. 不同品牌調味品的電子鼻分析及感官評價[J]. 中國調味品，2013，38(12)：60－62.

Che Junyan, He Xiaolong, Zhou Xiaoyan. Electronic nose analysis and sensory evaluation of condiments with different brands[J]. China Condient, 2013, 38(12): 60－62. (in Chinese with English abstract)

[13] 李婷. 玫瑰醋補料發(fā)酵工藝過程及產品風味研究[D]. 杭州：浙江工商大學，2018.

Li Ting. Study on Fed-batch Fermention Process and Flavor of Zhejiang Rose Vinegar[D]. Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2018. (in Chinese with English abstract)

[14] 雙寶，李明，李慧，等. 一株酒精酵母的分離及其發(fā)酵性能分析[J]. 東北農業(yè)大學學報，2011，42(6)：130－134，146. Shuang Bao, Li Ming, Li Hui, et al. Isolation of a strain of Saccharomyces cerevisia and analysis of its fermental performance[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2011, 42(6): 130－134, 146. (in Chinese with English abstract)

[15] Viviane Astolfia, Jaderson Jorisa, Ricardo Verlindoa, et al. Operation of a fixed- bed bioreactor in batch and fed- batch modes for production of inulinase by solid- state fermentation[J].Biochemical Engineering Journal, 2011, 58(1): 39－49.

[16] Hjersted J L, Henson M A. Optimization of fed-batch Saccharomyces cerevisiae fermentation using dynamic flux balance models[J]. Biotechnology Progress, 2010, 22(5): 1239－1248.

[17] 陳炳，冷云偉，權武，等. 響應面分析法優(yōu)化玫瑰香葡萄醋發(fā)酵工藝的研究[J]. 中國釀造，2017，36(2)：111－114.

Chen Bing, Leng Yunwei, Quan Wu, et al. Optimization of fermentation process of muscat grape vinegar by response surface methodology[J]. China Brewing, 2017, 36(2): 111－114. (in Chinese with English abstract)

[18] 蘭瑩，覃玉全，汪超，等. 糯米黃酒釀制的糖化工藝[J].湖北農業(yè)科學，2012，51(10)：2089－2091.

Lan Ying, Qin Yuquan, Wang Chao, et al. Optimization of saccharification process in the production of glutinous-rice yellow wine[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2012, 51(10): 2089－2091. (in Chinese with English abstract)

[19] 國建娜，蔣予箭，王麗，等. 浙江玫瑰醋酒化發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化[J]. 中國釀造，2008(8)：31－34.

Guo Jianna, Jiang Yujian, Wang Li, et al. Optimization on conditions for ethanol fermentation of Zhejiang rose vinegar[J]. China Brewing, 2008(8): 31－34. (in Chinese with English abstract)

[20] Jiang Y. Optimisation of lactic acid fermentation for improved vinegar flavour during rosy vinegar brewing[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 2010, 90(8): 1334－1339.

[21] 魏永義，王飛. 食醋香氣成分及其檢測方法研究進展[J].中國調味品，2011，36(11)：59－61.

Wei Yongyi, Wang Fei. Research progress on vinegar aroma components and their detection methods[J]. China Condient, 2011, 36(11): 59－61. (in Chinese with English abstract)

[22] 馬永昆，魏永義，蔣家奎，等. 不同年份鎮(zhèn)江香醋香氣成分分析及其形成機理的研究[J]. 食品科學，2006，27(10)：504－507.

Ma Yongkun, Wei Yongyi, Jiang Jiakui, et al. Study on analysis of aroma components and their formation mechanisms of different aged zhenjiang frangrance vinegars[J]. Food Science, 2006, 27(10): 504－507. (in Chinese with English abstract)

[23] 鄒小波，張建，趙杰文. 嗅覺可視化技術及其對四種食醋的識別[J]. 農業(yè)工程學報，2008，24(6)：165－168.

Zou Xiaobo, Zhang Jian, Zhao Jiewen. Identification of four vinegars by olfaction visualization technology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2008, 24(6): 165－168. (in Chinese with English abstract)

[24] Zamora R, Delgado R M, Hidalgo F J. Strecker aldehydes and-keto acids, produced by carbonyl-amine reactions, contribute to the formation of acrylamide[J]. Food Chemistry, 2011, 128(2): 465－470.

[25] 浙江工商大學；湖州老恒和釀造有限公司. 一次分缸一次補米酒擴大生產玫瑰醋的方法：2018 10365222[P]，2018-07-20.

[26] 施思. 浙江玫瑰醋色澤及風味特性的研究[D]. 杭州：浙江工商大學，2015.

Shi Si. The Study of Color and Flavor Charateristic of Zhangjiang Rose Vinegar[D]. Hangzhou: Zhejiang Gongshang University, 2018 . (in Chinese with English abstract)

[27] 蔣予箭，裘紀瑩，林森，等. 玫瑰醋草缸蓋晾曬前后和醋醅“發(fā)花”過程微生物消長規(guī)律的研究[J]. 中國食品學報，2008，8(2)：42－46.

Jiang Yujian, Qiu Jiying, Lin Sen, et al. Studies on the growth and decline law of microbial flora in strew cover before and after sun drying and that in rosy vinegar's culture medium during the stage of fungus growing[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2008, 8(2): 42－46. (in Chinese with English abstract)

[28] 董勝利. 釀造調味品生產技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.

[29] 魯周民，劉月梅，趙文紅，等. 工藝條件對柿果醋中主要有機酸含量的影響[J]. 農業(yè)工程學報，2009，25(增刊1)：213－216.

Lu Zhoumin, Liu Yuemei, Zhao Wenhong, et al. Effects of technological conditions on contents of main organic acids of persimmon vinegar[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2009, 25(Supp.1): 213－216. (in Chinese with English abstract)

[30] Kohrs D, Herald T J, Aramouni F M, et al. Evaluation of egg replacers in a yellow cake system[J].Emirates Journal of Food & Agriculture, 2010, 17(1): 340－352.

[31] Ramos V C , Lima D M B D , Bolini Helena Maria André. Sensory profile and drivers of liking for grape nectar among smoker and nonsmoker consumers[J]. Food Science and Technology (Campinas), 2014, 34(1): 164－173.

Optimization of production process and flavor analysis of rose vinegar by fed fermentation

Jiang Yujian, Huang Bingwen, Li Ting

(,310018)

The production of traditional rose vinegar is an open, multilateral fermentation process, which is obtained through a series of reactions such as saccharification, alcohol fermentation and acetic acid fermentation. At the right time, rice supplement, sugar supplement or alcohol supplement can complete the fed-batch fermentation, among which alcohol supplement is closer to the end of the reaction which is the simplest way to achieve the expansion of production and efficiency. However, there has been no report on the improvement of the technique of fed-batch fermentation of rose vinegar production. Fermentation of rose vinegar with indica rice in 500 kg cylindrical fermentation container. Under the natural fermentation conditions, fed-batch fermentation was carried out at initial acidity of 1.5, 2.5 and 3.5 g/100mL, respectively. The ratio of vinegar to wine mash is set at 2:1 (v: v) and 1:1 (v: v). Through direct titration with Flynn reagent, alcohol distillation, indicator and potentiometric titration for acid-base titration, UV spectrophotometer, HPLC method, five important indexes including reducing sugar, alcohol content, acidity, color ratio and organic acid were determined. The effects of initial acidity and fed-batch volume on the fermentation of rose vinegar were studied. The results showed that the appropriate fed-batch volume could not only increase the yield of acetic acid fermentation, but also improve the acidity and efficiency of acetic acid fermentation. The color of rose vinegar depends on the feeding time and fed-batch volume. The earlier the vinegar is added, the closer the color is to traditional rose vinegar, but the more the vinegar is added, the greater the influence on the color is. Combining the change of organic acid composition and content with sensory evaluation results, the relationship between the improved fermentation mode and the formation of main flavor substances was discussed to determine the feasibility of fed-batch fermentation of rose vinegar. When the initial acidity was 2.5 g/100mL, the maximum acidity increased to (5.59±0.27)g/100mL(control group (5.19±0.23)g/100mL) after adding the same amount of mash. Compared with the traditional rose vinegar, the acidity content increased significantly (<0.05). The time of acetic acid fermentation was shortened from 90 days to 78 days, which indicated that fed-batch fermentation could effectively improve fermentation efficiency and save more manpower, material and financial resources. The total amount of nonvolatile organic acids was (27.15±1.11) mg/mL (control group (24.57±0.69) mg/mL). The improvement of this index could make the samples have the characteristics of soft acidity and strong vinegar taste. The color ratio of the final product is 1.8×105(the traditional process color rate is 1.9×105), which is consistent with that of the traditional rose vinegar. This study has positive significance for the production of rose vinegar to expand production, improve efficiency and realize continuous production throughout the year.

fermentation; flavors; optimization; rose vinegar; fed-batch; organic acids; color ratio

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037

TS264.2

A

1002-6819(2019)-15-0304-08

2018-12-09

2019-04-16

2019年浙江省基礎公益研究計劃（GG19C200001）

蔣予箭，教授，主要從事微生物與傳統(tǒng)發(fā)酵食品。Email：13357180599@189.cn

蔣予箭，黃炳文，李婷. 補料發(fā)酵法生產玫瑰醋工藝優(yōu)化及風味分析[J]. 農業(yè)工程學報，2019，35(15)：304－311. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037 http://www.tcsae.org

Jiang Yujian, Huang Bingwen, Li Ting. Optimization of production process and flavor analysis of rose vinegar by fed fermentation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(15): 304－311. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037 http://www.tcsae.org