無甜苷羅漢果汁發酵制備果醋的研究

陳鑫，謝微，蘇小建，何星存，藍福生

（1.大連工業大學食品學院，遼寧大連116034；2.賀州學院食品科學與技術研究院，廣西賀州542800；3.廣西師范大學環境與資源學院，廣西桂林541004；4.桂林吉福思羅漢果有限公司，廣西桂林541004）

無甜苷羅漢果汁發酵制備果醋的研究

陳鑫1，2，謝微2，蘇小建3，何星存1，*，藍福生4

（1.大連工業大學食品學院，遼寧大連116034；2.賀州學院食品科學與技術研究院，廣西賀州542800；3.廣西師范大學環境與資源學院，廣西桂林541004；4.桂林吉福思羅漢果有限公司，廣西桂林541004）

為了探索無甜苷羅漢果汁紅茶菌發酵制品的適宜條件，探討紅茶菌菌液接種量、無甜苷羅漢果汁稀釋比例、發酵液初始pH值、發酵液初始糖度、發酵溫度、搖床轉速等因素對無甜苷羅漢果汁紅茶菌發酵液的總酸含量、pH值、糖度等指標的影響，并通過對因素發酵溫度、紅茶菌接種量、初始糖度、初始pH值四因素三水平的正交優化，即L9（34），獲得無甜苷羅漢果汁紅茶菌發酵制品的最佳工藝條件。結果表明：發酵溫度30℃，紅茶菌菌液接種量15%，發酵液的初始糖度4°Bx，發酵液初始pH3.2。經過驗證試驗，最優組合在發酵11 d時總酸含量由最開始的6.31 g/kg增長到17.04 g/kg，達到產酸最高峰。

無甜苷羅漢果汁；紅茶菌；果醋；發酵

羅漢果，學名“光果木鱉”[Siraitia grosvenorii（Swingle）C.Jeffrey]，又被叫做羅晃子、假苦瓜、漢果等，隸屬于葫蘆科[Cucurbitaceae]羅漢果屬多年生草質藤本植物，在廣西地區，人們使用羅漢果的藥用歷史已經有300多年。據《中藥志》等文獻中相關的記載，羅漢果味道甘甜、性涼，具有清熱解暑、潤肺止咳的功效，在臨床醫學上，可以用于治療高血壓、肺結核、哮喘、胃炎、百日咳、急慢性氣管炎和急慢性扁桃腺炎等疾病[1-5]。廣西的羅漢果企業在生產加工時大都提取羅漢果中甜苷，目前工廠在深加工羅漢果時，只提取了占羅漢果質量2%的糖苷[6]，羅漢果甜甙可作各式各樣的甜味劑[7-8]，而國內對于羅漢果甜甙生產中廢液的利用研究較少，國內目前蘇小建等[9]探索了羅漢果甜苷加工廢液發酵乙醇的研究；莫艷琴等[10]作了IC反應器處理羅漢果加工廢液的啟動研究；李玉英等[11]用UASB工藝處理羅漢果加工廢液，可為企業帶來一定的經濟社會效益。

紅茶菌復合發酵飲料國內研究已有報道，王冬梅等[12-13]以蘆薈、紅薯糖漿和紅茶為主要原料，研制出具有蘆薈風味的復合型發酵茶飲料；王柳玲等[14]探索了荔枝果汁紅茶菌發酵果醋的適宜條件；李穎躍等[15]以黑木耳菌液、紅茶菌液為主要原料，優選出風味獨特、酸甜可口的保健飲料。紅茶菌復合飲料中含有人體所需的多種營養物質，具有清熱解渴、增強心肝腎功能、降低血壓等多種保健功效，酸甜可口，是一款很有發展前景的保健型飲料。通過本文研究，不僅解決了羅漢果企業甜甙生產中柱流液廢棄物的綜合利用問題，提高了企業的經濟效益，填補了羅漢果發酵產業的空白，豐富了紅茶菌發酵飲料的種類，更為人們帶來了一款健康有益的新型保健飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

NaOH、酚酞（分析純）：西隴化工股份有限公司；無甜苷濃縮羅漢果果汁：桂林吉福思羅漢果有限公司；白砂糖、紅茶（食用級）：市售。

1.2 儀器與設備

L418110數字式水果糖度計：ATAGO；酸度計：成都世紀方舟科技有限公司；FA2004N電子天平：上海菁海儀器有限公司；DHG-9145A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海齊欣科學儀器有限公司；IS-RDV3恒溫振蕩器：杭州諾丁器材有限公司。

1.3 發酵工藝要點

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

1）紅茶菌的培養：把白砂糖和紅茶按照一定比例進行熬煮，自然冷卻，加入紅茶菌菌種母液和菌膜，紗布封口，靜置5d～7d，表層再次生成白色菌膜即可食用。

2）濃縮無甜苷果汁稀釋：原料為濃縮60倍的無甜苷羅漢果汁，濃度過高，黏稠度大，需要稀釋進行發酵。

3）紅茶菌菌液接種：無甜苷羅漢果汁接種紅茶菌菌液進行混合發酵，紅茶菌菌液富含豐富的營養物質，增加醋的風味。

4）搖床發酵：醋酸發酵需要氧氣，搖床發酵利于氧氣的進入，縮短發酵周期。

5）過濾：發酵制品用0.22 μm濾膜，去除雜質。6）滅菌：超高溫瞬時滅菌。

7）陳釀：放置一個月以上，發酵制品風味更濃，口感更好。

1.3.3 發酵工藝條件試驗

在預試驗的基礎上發酵周期為15 d，發酵液總體積為500 mL。在單因素試驗中，一般發酵條件為：稀釋體積比1∶40，紅茶菌接種量20%，發酵溫度30℃，搖床轉速60 r/min，發酵15 d，對發酵液的總酸進行分析測定。

1）無甜苷羅漢果汁稀釋比例的確定：無甜苷濃縮羅漢果汁分別按體積比 1 ∶20、1 ∶30、1 ∶40、1 ∶50、1 ∶60、1 ∶70、1∶80、1 ∶90、1 ∶100 的比例進行稀釋。

2）紅茶菌菌液接種量的確定：無甜苷濃縮汁稀釋40倍，分別接種5%、10%、15%、20%、25%、30%的紅茶菌菌液。

3）發酵溫度的確定：把調配好的原始發酵液分別放置溫度為20、25、30、35、40℃的搖床中進行發酵。

4）搖床轉速的確定：把調配好的原始發酵液分別放置在轉速為 60、90、120、150、180 r/min 的搖床中進行發酵。

5）發酵液初始糖度的確定：把發酵液的初始糖度分別調整為 4、5、6、7、8、9 °Bx。

6）初始pH值的確定：把發酵液的初始pH值分別調整為 2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6，除單因素條件變化外，其它因素一律按照1.3.3一般發酵條件進行調配，然后進行檢測分析。

1.4 發酵條件的優化

以發酵溫度、接種量、初始糖度、初始pH值為單因素，考慮到紅茶菌飲料為傳統的酸性飲料，以總酸為檢測指標，進行L9（34）正交試驗，正交因素水平表如表1所示。

表1 正交試驗因素表Table 1 Table of orthogonal experiment factors

1.5 理化指標分析

總酸的測定：酸堿滴定法，參照GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》，以乙酸計。

2 結果與分析

2.1 不同發酵溫度對發酵制品的影響

無甜苷濃縮羅漢果汁按體積比1∶40稀釋，總酸為0.77 g/kg。

設置不同發酵溫度，不同發酵溫度下發酵液的變化情況如圖1所示。

圖1 不同發酵溫度對發酵制品總酸的影響Fig.1 Effects of different fermentation temperatures on total acid of fermented products

由圖1可知，發酵液的產酸有一個由高到低的過程。發酵第11天時，30℃的發酵制品產酸最高，隨后產酸量逐漸下降；20、25℃在第13天時產酸最高，然后產酸量下降；而35℃和40℃條件下的發酵液前期緩慢增加，由于溫度過高，菌種死亡，產酸量較低。綜上，搖床溫度設置為20℃～30℃，發酵液的產酸較好。

2.2 不同紅茶菌菌液的接種量對發酵制品的影響

接種不同量的紅茶菌菌液，發酵液的變化情況如圖2所示。

圖2 不同紅茶菌接種量對發酵制品總酸的影響Fig.2 Effects of Kombucha inoculation amount on total acid of fermented products

由圖2可知，接種量為15%的發酵液最先到達產酸最高峰，發酵10 d之后產酸量逐漸下降，接種量越大，產酸量越高，接種量為25%和30%的發酵液產酸最高，發酵第12天時到達產酸最高峰。接種量為5%～20%的發酵液產酸量相對較低，產酸最高峰時間較短?？傮w來說，紅茶菌接種量為15%～25%時，發酵液的產酸量相比較較好。

2.3 無甜苷濃縮羅漢果汁的稀釋比對發酵制品的影響

無甜苷濃縮羅漢果汁稀釋成不同的比例時，發酵液的變化情況如圖3所示。

圖3 無甜苷濃縮羅漢果汁的稀釋比對發酵制品總酸的影響Fig.3 Effect of dilution ratio of Siraitia grosvenorii juice without sweeteners glycosides concentrate on the total acid of fermented products

由圖3可知，無甜苷濃縮羅漢果汁的稀釋比不同，產酸量不等。稀釋體積比為1∶20～1∶40的發酵液產酸量較高，產酸最高峰中稀釋比為1∶40的發酵液在第9天出現，用時較短。綜上，無甜苷濃縮羅漢果汁的稀釋比為1∶40時，發酵液的各項指標較好。

2.4 搖床不同轉速對發酵制品的影響

搖床的轉速不一樣時，發酵液的變化情況如圖4所示。

圖4 不同搖床轉速對發酵制品總酸的影響Fig.4 Different table speed on total acid fermentation products

由圖4可知，搖床轉速為150 r/min和180 r/min時，發酵液的產酸最高峰出現較早，搖床轉速為60 r/min～120 r/min時，產酸最高峰出現較晚，但是產酸量大。綜上，搖床轉速設置為60 r/min～90 r/min時發酵較為適宜。

2.5 不同初始糖度對發酵制品的影響

發酵液的初始糖度不一樣時，發酵液的變化情況如圖5所示。

圖5 不同初始糖度對發酵制品總酸的影響Fig.5 Effects of different initial sugar degree on total acid of fermented products

由圖5可知，初始糖度不同，產酸量不同，發酵時間較長，當初始糖度在4°Bx～6°Bx范圍時，能在15 d內出現產酸最高峰，為了節省發酵時間，提高效率，因而初始糖度在4°Bx～6°Bx范圍內時較為合適。

2.6 不同初始pH值對發酵制品的影響

發酵液的初始pH值不一樣時，發酵液的變化情況如圖6所示。

圖6 不同初始pH值對發酵制品總酸的影響Fig.6 Effect of different initial pH on total acid in fermented products

由圖6可知，初始pH值越低所含的總酸含量越高，而從變化趨勢看，初始pH值為3.2～3.6的發酵液產酸的變化量較大，產酸最高峰出現時間較早，糖的利用率較高，因而適宜發酵的初始pH值范圍為3.2～3.6。

2.7 發酵條件工藝的優化

以溫度、紅茶菌菌液接種量、初始pH值、初始糖度為單因素，作L9（34）正交試驗，以總酸為檢測指標，結果如表2所示。

表2 無甜苷濃縮羅漢果汁發酵制品的正交試驗結果Table 2 The orthogonal experiment results of no sweet glycosides concentrated juice fermentation products of Siraitia grosvenorii

由表2可知，影響發酵液的產酸量的主次因素為A＞B＞D＞C，即主要的因素是發酵溫度，其次是紅茶菌菌液的接種量，接著是發酵液初始pH值，影響相對較小的是發酵液的初始糖度。發酵的最優組合為A3B1C1D1，即無甜苷濃縮羅漢果汁發酵的最佳工藝為：發酵溫度30℃，紅茶菌菌液接種量15%，發酵液的初始糖度4°Bx，發酵液初始pH3.2。經過驗證試驗，最優組合在發酵11 d時總酸含量由最開始的6.31 g/kg增長到17.04 g/kg，達到產酸最高峰。

3 結論

本文利用無甜苷濃縮羅漢果汁為原料，接種紅茶菌菌液，考察不同的接種量、不同的搖床轉速、不同的稀釋比例、發酵液的初始糖度、初始pH值對發酵過程中發酵液總酸的影響。根據單因素試驗及正交試驗結果顯示，影響發酵液產酸的主要因素為發酵溫度，其次為紅茶菌菌液的接種量，接著是發酵液的初始pH值，發酵液的初始糖度對發酵過程中的產酸影響較小。得出無甜苷濃縮羅漢果汁的發酵最佳工藝為：發酵溫度30℃，紅茶菌菌液接種量15%，發酵液的初始糖度4°Bx，發酵液初始pH3.2。

參考文獻：

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The Study of the Preparation of Siraitia grosvenorii Vinegar without Sweeteners Glycosides

CHEN Xin1，2，XIE Wei2，SU Xiao-jian3，HE Xing-cun1，*，LAN Fu-sheng4
（1.School of Food Science and Technology，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，Liaoning，China；2.School of Food Science and Technology，Hezhou University，Hezhou 542800，Guangxi，China；3.School of Environment and Resources，Guangxi Normal University，Guilin 541004，Guangxi，China；4.GuiLin GFS Monk Friuit Corp，Guilin 541004，Guangxi，China）

In order to explore the suitable conditions for the fermentation products of theSiraitia grosvenoriifruit without sweeteners glycosides，the effects of the inoculation amount of Kombucha，the ratio of the concentration of theSiraitia grosvenoriifruit without sweeteners glycosidesthe initial pH of the fermentation broth，the initial sugar content of the fermentation broth，the fermentation temperature and the rotational speed of the fermentation broth were studied.Based on the factors of fermentation temperature，inoculation amount of initial Kombucha，sugar，orthogonal optimization of initial pH of four factors and three levels，namely，L9（34），the optimum conditions for non sweet glycosidesSiraitia grosvenoriijuice Kombucha fermentation products were obtained.The results showed that：fermentation temperature 30 ℃，vendors microbial quantity of 15%，the initial sugar fermentation liquor 4 °Bx，initial pH3.2 fermented liquid the best fermentation conditions.After the experiment，the total acid content increased from 6.31 g/kg to 17.04 g/kg at the beginning of fermentation for 11 days，and reached the highest peak of acid production.

Siraitia grosvenoriifruit without sweeteners glycosides；Kombucha；fruit vinegar；fermentation

2016-12-23

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.015

國家自然科學基金地方項目（21367012）；廣西科學研究與技術開發計劃項目（桂科重1355001-2-4）

陳鑫（1990—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品分析與檢測。

*通信作者：何星存（1962—），男，教授。