正交試驗優化油桃果醋飲料加工工藝

何翠嬋，周家華，熊 犍,*

(1.華南理工大學輕工與食品學院，廣東 廣州 510640；2.北京市農林科學院農業綜合發展研究所，北京 100097)

油桃是普通桃的單基因隱性突變體，其果實光滑無毛、色澤誘人、汁多味美、肉質細膩，風味芳香[1-2]。成熟的油桃中糖含量較高，還含有多種氨基酸、維生素、蛋白質以及超氧化歧化酶等，具有較高的營養價值。此外，桃果味甘酸、微溫，性甘熱，具有生津潤腸、活血消積、解勞熱、豐肌美膚、祛痰利尿之功效，具有很高的醫療保健作用[3]。果醋中含有豐富的有機酸、尼克酸等維生素、多種人體所需的氨基酸以及鉀、鋅等多種礦物元素，能有效促進膽固醇經腸道隨糞便排出，使血漿和組織中膽固醇含量減少，也能促進新陳代謝，調節酸堿平衡，消除疲勞，提高肝臟的解毒機能，清除體內垃圾，調節血液循環系統及體內代謝，具有明顯降低血脂和排毒等保健功能[4-7]。

本實驗以新鮮油桃制成的果酒為原料，通過液態發酵法釀制出了一種集營養、保健、食療等功能為一體的新型油桃果醋，可以更好的開發利用水果資源、節約大量糧食，開辟以果代糧生產液體果醋的新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮油桃(金美夏) 北京農林科學院農業綜合發展研究所順義基地；油桃果汁，糖含量5.85%，實驗室由新鮮油桃按參考文獻[8]經過打漿、酶解、過濾自制而成，備用；油桃果酒，酒度7.0%，實驗室由果汁按參考文獻[9]經過酒精發酵自制而成，備用；醋酸菌，巴氏醋桿菌巴氏亞種(Acetobacter pasteurianus subsp. Pasteurianus) 中國工業微生物菌種保藏中心。

活化培養基：豆芽汁100.0mL，硫酸鎂0.2g，酵母膏0.5g，磷酸二氫鉀0.3g，葡萄糖2.0g，121℃、0.1MPa條件下滅菌40min，冷卻至60℃左右，加入95%乙醇溶液2.0～3.0mL。

保藏培養基：豆芽汁100.0mL，硫酸鎂0.2g，酵母膏0.5g，磷酸二氫鉀0.3g，葡萄糖2.0g，瓊脂2.0g，121℃、0.1MPa條件下滅菌40min，冷卻至60℃左右，加入95%乙醇溶液2.0～3.0mL。

1.2 儀器與設備

2DJ-400DS全自動多功能滴定儀 北京先驅威峰技術開發公司；HIC-250振蕩培養箱 太倉市實驗設備廠；SJ-CJ-IFD潔凈工作臺 蘇州蘇潔凈化設備有限公司；D-1自動蒸汽滅菌鍋 北京發恩科貿有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌種的活化

醋酸菌活化：將醋酸菌活化培養基制成斜面，接入質量分數為1.0%的醋酸菌后，在30℃培養48.0h，醋酸菌的擴大培養按參考文獻[10]進行。

一級擴大培養：取液體培養基10.0mL，接入已活化好的醋酸菌2～3環，在30℃培養24.0～48.0h，即可轉入下一步培養；二級擴大培養：將一級擴大培養的醋酸菌接入100.0mL液體培養基中，搖勻后，在30℃條件下培養24.0～48.0h，作為實驗用醋酸發酵種子液，備用。

酸度測定按參考文獻[11]，以最大醋酸量為發酵終點。

1.3.2 油桃果醋的生產工藝流程

油桃→清洗→破碎→打漿→酶解→過濾→滅酶→冷卻→酒精發酵→醋酸發酵→調配→殺菌→檢驗→果醋飲料

1.3.3 醋酸發酵的單因素及正交試驗

單因素試驗：在100.0g果酒中，糖用量、pH值、醋酸菌接種量分別對醋酸發酵的影響；在此基礎上，以糖用量、接種量和pH值為因素，進行三因素三水平的正交試驗；試驗條件為：恒溫振蕩搖床，溫度為30℃，轉速為150r/min，每24.0h測一次酸度，酸度不再上升時發酵結束。

1.3.4 果醋飲料調配正交試驗

將一定質量分數的油桃果醋、油桃果汁、蔗糖、檸檬酸混合均勻，進行四因素三水平的正交試驗；隨機抽取20人對果醋飲料進行感官評分，口感80分，色澤、香味各10分，總分100分。

1.3.5 油桃果醋飲料的感官評定

表1 果醋飲料感官質量評分標準Table 1 Scoring standard for sensory quality of fruit vinegar beverage

2 結果與分析

2.1 醋酸發酵

2.1.1 初始糖度對醋酸發酵的影響

在油桃果酒中(pH4.0，醋酸菌種子液15.0mL/100g)分別加入質量分數為2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%的葡萄糖，初始糖度對醋酸發酵的影響隨時間的變化如圖1所示。

圖 1 糖度對醋酸發酵的影響Fig.1 Effect of initial sugar degree on acetic acid fermentation

由圖1可得：隨著糖度的增大，醋酸生成量逐漸降低；糖度小于4.0%時，糖度對發酵速率的影響不大，醋酸含量達到最高。這是由于糖度過高，導致油桃發酵液中的滲透壓增大，使醋酸菌脫水，抑制醋酸菌的生長繁殖。

2.1.2 醋酸菌量對醋酸發酵的影響

在油桃果酒中(pH4.0，糖度4.0%)分別添加5.0、10.0、15.0、20.0、25.0mL/100g己經活化好的醋酸菌種子液，接種量對醋酸發酵的影響隨時間的變化如圖2所示。

圖 2 醋酸菌量對醋酸發酵的影響Fig.2 Effect of inoculation volume on acetic acid fermentation

由圖2可得：發酵周期的前48.0h，醋酸菌量對酸度影響不大；在48.0～96.0h里，添加量為25.0mL/100g時，酸度增加的快；到了96.0h以后，添加10.0mL/100g和15.0mL/100g時，醋酸產量較高。這是因為醋酸菌添加量越多，單位體積內的醋酸菌數量越多，產物生成的速度越快，發酵周期較短；隨添加量增加，發酵液中的營養物質過多過快的消耗在醋酸菌菌體細胞的生長繁殖上導致最終醋酸含量偏低。

2.1.3 初始pH值對醋酸發酵的影響

用檸檬酸調整油桃果酒(糖度4.0%，醋酸菌種子液15.0mL/100g)的初始pH值為3.5、4.0、4.5、5.0、5.5，初始pH值對醋酸發酵的影響隨時間的變化如圖3所示。

由圖3可得：隨著時間的延長，產酸量在逐漸增大；pH4.0時，最終產酸量最大，為3.98g/100mL。初始pH值過高或過低時，都會抑制菌體某些酶的活性以及改變細胞膜的透性，從而使醋酸菌的新陳代謝受阻，影響其發酵速率和醋酸產量[12]。

圖 3 初始pH值對醋酸發酵的影響Fig.3 Effect of initial pH on acetic acid fermentation

2.1.4 醋酸發酵的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以初始pH值(A)、初始糖度(B)、醋酸菌添加量(C)為因素，每個因素選取三個水平，進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素水平及試驗結果如表2所示。

表2 醋酸發酵工藝條件正交試驗設計及結果Table 2 Data analysis of acetic acid fermentation

由表2可知：通過比較各指標的極差R值，可得各因素的主次關系：A＞C＞B，即初始pH值＞醋酸菌添加量＞初始糖度；最佳因素水平組合為A2B3C3。即本實驗最佳條件為：果酒(7.0%)100g、醋酸菌種子液13.0mL/100g、初始pH4.0、初始糖度4.0%。在此條件下，進行2次驗證實驗，醋酸含量平均值4.87g/100mL。

2.2 油桃果醋飲料配制研究

表3 果醋飲料配方正交試驗設計及結果Table 3 Orthogonal test for the formula of fruit vinegar beverage

以酸度為4.87g/100mL的油桃果醋(A)、蔗糖(B)、油桃果汁(C)、檸檬酸(D)這4種用量(均為質量分數)為試驗因素，采用四因素三水平正交試驗進行試驗[9,13-15]。正交試驗因素水平及試驗結果如表3所示。

由表3可知，影響油桃果醋飲料感官評分的主次因素排序為A＞C＞B＞D，即果醋用量＞果汁用量＞蔗糖用量＞檸檬酸用量；最優工藝參數為A2B2C2D1，即本實驗最佳條件為：果醋30.0%、果汁15.0%、蔗糖6.0%、檸檬酸0.1%。

在此條件下，驗證實驗得到：油桃果醋飲料呈橙黃色，酸甜可口，濃郁醇厚，風味獨特，具有油桃特有的芳香，感官評分為96.0分。

3 結 論

本實驗以新鮮油桃制成的果酒(7.0%)為原料，通過單因素試驗和正交試驗對醋酸發酵工藝及正交試驗對果醋飲料調配工藝進行研究，得到了橙黃色，酸甜可口，濃郁醇厚，風味獨特，具有油桃特有的芳香，感官評分為96.0分的油桃果醋飲料。本實驗條件下的最佳條件如下：

1)醋酸發酵的最佳條件為：每100g果酒(7.0%)中，醋酸菌添加量13.0mL/100g、初始pH4.0、初始糖度4.0%，醋酸產量為4.87g/100mL。

2)果醋飲料的最佳配方為：果醋(4.87g/100mL) 30.0%、油桃果汁15.0%、蔗糖用量6.0%、檸檬酸用量0.1%。

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