啤特果渣釀造果醋工藝研究

劉彩云，邵建寧，麻和平，張文齊，魏晉梅

(1.甘肅省科學(xué)院生物研究所，蘭州 730000；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)研究測(cè)試中心，蘭州 730070)

啤特果原名皮囊果，是生長(zhǎng)在太子山麓的一種獨(dú)特古老樹種，已有1000多年的栽植歷史，系薔薇科蘋果亞科新疆梨系統(tǒng)(Pyrussinkiangensis),主要產(chǎn)區(qū)在臨夏回族自治州的和政縣、臨夏市、臨夏縣，在臨洮、渭源等地也有種植。啤特果品味酸甜、性溫，含有多種氨基酸、糖類、維生素和鉀、鈣、鐵等微量元素，具有養(yǎng)胃潤(rùn)肺、消渴止咳、軟化血管等多種保健功能，是一種品位極高的綠色水果[1,2]。啤特果主要的加工品為啤特果汁，在加工過(guò)程中會(huì)有30%～40%的副產(chǎn)品——啤特果渣產(chǎn)生，而這些果渣作為廢料被丟棄，造成了資源的極大浪費(fèi)[3]。

啤特果渣是啤特果經(jīng)過(guò)榨汁后的下腳料，其成分包括果皮、果核、果梗以及部分殘余果肉。啤特果渣中含有可溶性糖類、有機(jī)酸、纖維素、多酚類物質(zhì)以及維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，是釀造果醋的良好原料[4-6]。果醋作為近年來(lái)開發(fā)的新型食醋，受到了人們的日益青睞，與傳統(tǒng)食醋相比，果醋種類豐富、風(fēng)味獨(dú)特，而且有營(yíng)養(yǎng)保健功能，具有調(diào)節(jié)酸堿平衡、促進(jìn)新陳代謝、提高機(jī)體免疫力、延緩衰老、美容養(yǎng)顏等功效[7-11]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外科技工作者開展了蘋果醋、山楂醋、酸棗醋、西瓜醋等系列果醋的研究，但對(duì)啤特果醋的研究尚未見報(bào)道[12-18]。將啤特果渣研制開發(fā)成啤特果醋，不僅能滿足市場(chǎng)對(duì)果醋產(chǎn)品的需求，而且還能提高啤特果原料的利用率，提高其附加值，同時(shí)減少資源浪費(fèi)，達(dá)到啤特果綜合利用的目的。本研究利用啤特果渣釀造果醋，優(yōu)化啤特果渣生產(chǎn)啤特果醋的工藝參數(shù)，以期為啤特果渣的再利用提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為規(guī)模化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

啤特果渣：由和政縣綠色食品有限責(zé)任公司提供；安琪牌生香活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；醋酸菌：上海迪發(fā)釀造生物制品有限公司；玉米粉、白砂糖、蜂蜜等：購(gòu)自超市；耐高溫α-淀粉酶、糖化酶、菲林試劑：上海維塔化學(xué)試劑有限公司；酚酞：天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心。

1.2 儀器與設(shè)備

MJ-250-1 霉菌培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HZQ-QX 全溫振蕩器 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司；WZ5型手持糖度計(jì) 上海博通儀器有限公司；722可見分光光度計(jì) 上海浦東物理光學(xué)儀器廠；LOZX-50KB立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；H.H.S電熱恒溫水浴鍋 上海醫(yī)療器械五廠；JA2003N電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；萬(wàn)用電爐 北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)1.3.2.1 原料的制備

將啤特果渣于80 ℃滅菌30 min后冷卻至室溫，按0.6%加入(NH4)2HPO4，玉米粉經(jīng)液化、糖化、過(guò)濾，將濾液加入果渣，調(diào)整其糖度為10 °Brix,備用。

1.3.2.2 酒精發(fā)酵

向果渣中按0.2%的比例加入活性干酵母，攪拌均勻，密封進(jìn)行酒精發(fā)酵，控制酒精發(fā)酵溫度在30 ℃左右，發(fā)酵時(shí)間約4 d[19，20]，至酒精度不再上升即終止發(fā)酵，乙醇含量為8%～9.5%。

1.3.2.3 醋酸發(fā)酵

將預(yù)先滅菌過(guò)的麩皮按20%的量加入到酒精醪，按原料0.05%的比例加入釀醋醋酸菌，攪拌均勻，進(jìn)行醋酸發(fā)酵。發(fā)酵溫度為30～34 ℃[21-23]，每天翻動(dòng)2次，測(cè)定酸度不再上升時(shí)終止發(fā)酵。

1.3.2.4 陳釀

醋酸發(fā)酵終止后按1%的比例加入食鹽，密封進(jìn)行1～2 d的陳釀，其目的是利用分子間的聚合作用，讓醇類和有機(jī)酸結(jié)合成芳香酯類，使啤特果醋醋味更加醇厚[24-26]。

1.3.2.5 浸泡、過(guò)濾、裝瓶、陳釀

按體積比1∶1加入飲用水，在室溫下浸泡4 h，多層紗布過(guò)濾，澄清，裝入玻璃瓶，密封，陳釀1～2個(gè)月即得到啤特果醋成品[27，28]。

1.3.3 啤特果醋發(fā)酵主要工藝研究

1.3.3.1 啤特果醋發(fā)酵單因素試驗(yàn)

活性干酵母添加量的確定：在果醋釀造過(guò)程中，酒精發(fā)酵時(shí)活性干酵母的添加量影響發(fā)酵醪中的酒精含量，從而影響果醋的乙酸含量。在本試驗(yàn)中，分別添加活性干酵母0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%，控制發(fā)酵溫度為30 ℃，當(dāng)酒精含量約為9%時(shí)，接入0.05%醋酸菌，32 ℃發(fā)酵5 d左右，對(duì)啤特果醋的乙酸含量進(jìn)行測(cè)定，研究活性干酵母添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵工藝的影響。

酒精發(fā)酵時(shí)間的確定：當(dāng)活性干酵母添加量為0.2%時(shí)，發(fā)酵溫度控制在30 ℃，分別發(fā)酵1，2，3，4，5，6，7 d，分別接入0.05%醋酸菌，32 ℃發(fā)酵5 d左右，對(duì)所得啤特果醋的乙酸含量進(jìn)行測(cè)定，研究酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵工藝的影響。

醋酸菌添加量的確定：在酒精度為9%的發(fā)酵醪中，分別添加0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%的醋酸菌，發(fā)酵溫度控制在32 ℃，發(fā)酵5 d，對(duì)啤特果醋的乙酸含量進(jìn)行測(cè)定，研究醋酸菌添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵工藝的影響。

醋酸發(fā)酵時(shí)間的確定：當(dāng)發(fā)酵醪酒精度為9%時(shí)，加入0.05%的醋酸菌，發(fā)酵溫度控制在32 ℃，分別發(fā)酵1，2，3，4，5，6，7 d，對(duì)果醋的乙酸含量進(jìn)行測(cè)定，研究醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵工藝的影響。

醋酸發(fā)酵溫度的確定：當(dāng)發(fā)酵醪酒精度為9%時(shí)，加入0.05%的醋酸菌，分別在26，28，30，32，34，36 ℃發(fā)酵5 d，對(duì)果醋的乙酸含量進(jìn)行測(cè)定，研究醋酸發(fā)酵溫度對(duì)啤特果醋發(fā)酵工藝的影響。

1.3.3.2 啤特果醋發(fā)酵正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，活性干酵母添加量、酒精發(fā)酵時(shí)間、醋酸菌添加量、醋酸發(fā)酵時(shí)間、醋酸發(fā)酵溫度是影響啤特果醋發(fā)酵工藝的主要因素，以上面的5個(gè)因素設(shè)計(jì)L16(45)正交試驗(yàn)，以果醋乙酸含量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終確定最佳工藝條件。

1.4 產(chǎn)品指標(biāo)測(cè)定方法

1.4.1 理化指標(biāo)

總酸：酸堿中和法；總糖：菲林試劑法；可溶性固形物：折光計(jì)法。

1.4.2 微生物指標(biāo)

微生物顯微計(jì)數(shù)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 活性干酵母添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響

圖1 活性干酵母添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響Fig.1 Effect of the additive amount of active dry yeast on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由圖1可知，隨著活性干酵母添加量的增大，乙酸含量呈上升趨勢(shì)，當(dāng)添加量為0.2%時(shí)，乙酸含量達(dá)到最大，之后隨著添加量的增加，乙酸含量逐漸下降，這是由于活性干酵母含量過(guò)高使得酒精發(fā)酵過(guò)于猛烈，從而抑制醋酸發(fā)酵所致[29]。因此,活性干酵母的最佳添加量為0.2%。

2.2 酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響

圖2 酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響Fig.2 Effect of alcohol fermentation time on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乙酸含量呈上升趨勢(shì)，到第4天時(shí)，達(dá)到最高，之后隨著時(shí)間的增加，乙酸含量變化不大，為了防止感染雜菌，酒精發(fā)酵時(shí)間確定為4 d。

2.3 醋酸菌添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響

圖3 醋酸菌添加量對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響Fig.3 Effect of the additive amount of acetic acid bacteria on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由圖3可知，乙酸含量隨著醋酸菌添加量的增大而增高，當(dāng)醋酸菌添加量≥0.05%時(shí)，乙酸含量增幅很小，為了降低生產(chǎn)成本，醋酸菌添加量確定為0.05%。

2.4 醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響

圖4 醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響Fig.4 Effect of acetic acid fermentation time on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由圖4可知，乙酸含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間≥5 d時(shí)乙酸含量增加不明顯，為了縮短發(fā)酵周期，確定醋酸發(fā)酵時(shí)間為5 d。

2.5 醋酸發(fā)酵溫度對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響

圖5 醋酸發(fā)酵溫度對(duì)啤特果醋發(fā)酵的影響Fig.5 Effect of acetic acid fermentation temperature on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由圖5可知，乙酸含量隨著發(fā)酵溫度的升高而增加，當(dāng)發(fā)酵溫度大于32 ℃時(shí)，乙酸含量增加不明顯，為了避免高溫發(fā)酵影響產(chǎn)品口感，醋酸發(fā)酵溫度確定為32 ℃。

2.6 啤特果醋發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化

表1 啤特果醋發(fā)酵工藝參數(shù)L16(45)正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and level of L16(45) orthogonal test for fermentation technological parameters of Pyrus sinkiangensis vinegar

表2 啤特果醋發(fā)酵工藝參數(shù)L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Design and results of L16(45) orthogonal test for fermentation technological parameters of Pyrus sinkiangensis vinegar

由表2可知，最優(yōu)配方組合為A2B3C3D2E3，即活性干酵母添加量0.2%、酒精發(fā)酵時(shí)間4 d、醋酸菌添加量0.05%、醋酸發(fā)酵時(shí)間5 d、醋酸發(fā)酵溫度32 ℃。由極差值可知，影響啤特果醋乙酸含量的因素主次順序是：活性干酵母添加量(A)>醋酸菌添加量(C)>酒精發(fā)酵時(shí)間(B)>醋酸發(fā)酵溫度(E)>醋酸發(fā)酵時(shí)間(D)。

2.7 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)最優(yōu)組合A2B3C3D2E3，進(jìn)行啤特果醋發(fā)酵驗(yàn)證試驗(yàn)。以5 kg啤特果渣為原料，按前述的工藝流程、最優(yōu)發(fā)酵條件釀造啤特果醋，結(jié)果表明：啤特果渣果醋混合物的總酸產(chǎn)量(以醋酸計(jì))達(dá)6.85 g/100 g，證明本研究的釀造工藝完全可行。

2.8 產(chǎn)品指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

2.8.1 感官指標(biāo)

色澤：具有啤特果天然的色澤，焦糖色；香氣：具有啤特果特有的香氣和醋香；口感：酸甜適口，無(wú)異味；外觀：澄清，無(wú)沉淀與異物。

2.8.2 理化指標(biāo)

總酸：3.78 g/dL。

2.8.3 微生物指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)≤100 CFU/mL，大腸桿菌、致病菌未檢出。

3 結(jié)論

啤特果渣釀造啤特果醋的最佳工藝條件：啤特果渣糖度調(diào)整為10 °Brix，活性干酵母添加量0.2%，酒精發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間4 d；醋酸發(fā)酵前按質(zhì)量比20%加入預(yù)先滅菌過(guò)的麩皮，再加入0.05%醋酸菌，醋酸發(fā)酵溫度32 ℃，發(fā)酵時(shí)間5 d；浸泡、過(guò)濾、陳釀1～2個(gè)月，得到啤特果醋成品。啤特果醋營(yíng)養(yǎng)豐富、口感渾厚、果香濃郁、酸爽柔和，具有良好的開發(fā)前景。