木瓜西柚復(fù)合發(fā)酵果醋工藝研究

李英，李立紅，蘇玥

(煙臺南山學(xué)院 食品系，山東 煙臺 265713)

木瓜是營養(yǎng)豐富、藥食兼用的熱帶水果之一，富含多種有機酸、皂甙、黃酮類、高活性超氧化物歧化酶(SOD)，其藥效成分主要為齊墩果酸，具有消炎抑菌、護肝強心、利尿、降糖降脂、增強免疫力、抗癌等作用，是當(dāng)前治療肝炎的有效藥物之一[1-5]。鮮木瓜味道酸澀，口感較差，不宜直接鮮食。一直以來對木瓜的加工利用率很低，僅以干制入藥之用[6]。木瓜易于栽培、適應(yīng)性強、產(chǎn)量大、資源豐富，現(xiàn)湖北等地有意發(fā)展木瓜經(jīng)濟。柚子中含有非常豐富的維生素、礦物質(zhì)以及粗纖維等活性成分，具有抗氧化、抑菌、降血脂、降血糖、減肥瘦身、美膚養(yǎng)容、抗癌等功效[7，8]。以木瓜與西柚為主要原料，研制出色香味純正、營養(yǎng)豐富的天然復(fù)合果醋，它兼有木瓜、西柚兩種水果和食醋的保健功效，營養(yǎng)物質(zhì)的搭配更加均衡全面[9，10]，這對豐富果醋市場種類，滿足消費者需求有重要意義，對于水果資源的開發(fā)利用提供了廣闊的前景[11-13]。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

木瓜、西柚、蔗糖、檸檬酸、蜂蜜、食鹽均為市售食用級；安琪牌葡萄酒用高活性干酵母粉、復(fù)合果膠酶、醋酸桿菌種由上海釀造科學(xué)研究所提供；醋酸菌活化培養(yǎng)基、醋酸菌擴大培養(yǎng)基(三角瓶液體培養(yǎng)基)、醋酸菌保藏培養(yǎng)基。

1.2 儀器與設(shè)備

榨汁機、臺式低速離心機、手持式折光儀、電子分析天平、恒溫水浴鍋、電熱恒溫培養(yǎng)箱、恒溫?fù)u瓶機、過濾器、循環(huán)式真空泵、超凈工作臺、立式高壓滅菌鍋、酸度計、發(fā)酵罐、貯料罐、酒精計及配套玻璃蒸餾裝置等。

1.3 工藝流程

1.4 工藝要點

1.4.1 原料預(yù)處理

1.4.1.1 選果、清洗

挑選的木瓜和西柚果實應(yīng)成熟度高、無病蟲害、無機械傷、無霉?fàn)€變質(zhì)、糖分含量高、酸度適中、香氣濃，柚子應(yīng)肉厚汁多，清水洗凈，瀝干水分。

1.4.1.2 去皮、護色、打漿

將木瓜去皮、去種、切成小塊；將西柚完全去皮、去囊衣、去籽，把果肉分成適當(dāng)?shù)男K。將切塊后的果料分別用打漿機破碎，加入0.1%左右的Vc對果汁起到護色作用并能增加營養(yǎng)價值。

1.4.1.3 殺菌滅酶

將混合果漿于85 ℃下處理10 min。

1.4.2 混合果漿酶解試驗

將處理好的木瓜漿與西柚漿分別按照3∶1，2∶1，3∶2，1∶1，2∶3，1∶2，1∶3的比例混合，按照200 mg/L的量加入果膠酶，pH值4.7，40 ℃酶解處理4 h，過濾得到混合果汁。以出汁率為評價指標(biāo)[14]，得到最佳果漿混合比例。

1.4.3 成分調(diào)整

將蔗糖、檸檬酸按比例加入到混合果汁中，調(diào)整混合果汁的糖度和酸度，為酵母菌的發(fā)酵提供適宜的條件，并補充發(fā)酵所需要的糖源，加快發(fā)酵速度，豐富果醋產(chǎn)品的風(fēng)味。

1.4.4 菌種活化

1.4.4.1 活性干酵母活化

以5 g干酵母加入5%的糖水100 mL，稱取需量的活性干酵母，在通氣充足、30 ℃溫度下攪拌、活化約30～60 min，直至糖水中出現(xiàn)大量微小氣泡，即可使用。

1.4.4.2 醋酸菌種活化[15]

a.醋酸菌的活化

保藏菌種先經(jīng)斜面活化： 32 ℃，18～24 h 后，轉(zhuǎn)入醋酸菌活化培養(yǎng)基， 100 mL/300 mL三角燒瓶，4層紗布封口，32 ℃，轉(zhuǎn)速為 220 r/min 進行活化，24 h后完成種子液活化(總酸度≥1%)。

b.醋酸菌的擴大培養(yǎng)

取酒精發(fā)酵液100 mL置于300 mL三角瓶中，調(diào)整pH為4.0，無菌操作，以10%比例接入活化好的醋酸菌，于32 ℃搖床培養(yǎng)24 h，轉(zhuǎn)速220 r/min，得到擴大培養(yǎng)液備用。

1.4.5 酒精發(fā)酵及工藝優(yōu)化試驗

酒精發(fā)酵初期，不斷攪拌，保證通氣充足，促進酵母菌大量繁殖[16]，然后進入無氧發(fā)酵。直到糖度和酒精度基本穩(wěn)定時，終止發(fā)酵，終點酒精度保持在5%～9%。

在預(yù)試驗基礎(chǔ)上，選擇影響酒精發(fā)酵工藝的4個主要因素：初始糖度、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間，以酒精度作為評價指標(biāo)，采用正交表L9(34)設(shè)計正交試驗[17]，優(yōu)化工藝。正交試驗因素與水平見表1。

表1 酒精發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素和水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for alcoholic fermentation technology optimization

1.4.6 醋酸發(fā)酵及工藝優(yōu)化試驗

酒精發(fā)酵結(jié)束后，立即接入醋酸菌，保持30 ℃恒溫進行醋酸發(fā)酵，溫差不宜太大，且保持氧氣充足。發(fā)酵前嚴(yán)格消毒發(fā)酵罐，100 ℃蒸汽常壓滅菌60 min。

在預(yù)試驗基礎(chǔ)上，選擇影響醋酸發(fā)酵工藝的4個因素：初始酒精度、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間[18]，以醋酸含量作為評價指標(biāo)，采用正交表L9(34)設(shè)計正交試驗，優(yōu)化工藝。正交試驗因素與水平見表2。

表2 醋酸發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素和水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for acetic acid fermentation technology optimization

1.4.7 過濾、調(diào)配

發(fā)酵醋液經(jīng)過濾、去除雜質(zhì)及沉淀物得到原醋液。原醋液經(jīng)后熟陳釀，添加蜂蜜、木瓜汁、柚子汁進行調(diào)兌，即得到復(fù)合果醋飲料。

1.4.8 消毒罐裝

殺菌條件為95 ℃，30 min，并迅速冷卻至室溫。

1.5 指標(biāo)分析及檢測

1.5.1 感官指標(biāo)評定[19]

由10名評分員組成的感官評定小組，對果醋飲料成品的形態(tài)、色澤、風(fēng)味和口感進行評價、描述。

1.5.2 理化指標(biāo)測定[20,21]

糖度測定：手持式折光儀；

還原糖含量測定：斐林試劑直接滴定法；

酒精含量測定：蒸餾比重法；

酸度(以醋酸計)測定：酸堿直接滴定法；

pH值測定：酸度計。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合果漿酶解試驗

圖1 配比對出汁率的影響Fig.1 Effects of ratios on the juice yield

由圖1可知，在木瓜汁和柚子汁配比為3∶2時，果膠酶加入量200 mg/L，pH值4.5，40 ℃酶解處理4 h，出汁率最高為93%。因此，試驗選擇木瓜汁和柚子汁配比為3∶2。

2.2 酒精發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗

表3 酒精發(fā)酵正交優(yōu)化試驗結(jié)果Table 3 The orthogonal test results of alcohol fermentation

由表3可知，影響復(fù)合果汁酒精發(fā)酵的因素主次順序為初始糖度>酵母接種量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時間。酒精發(fā)酵的最優(yōu)工藝條件為A2B2C3D1，即在初始糖度14%、酵母菌接種量10%(V/V)、發(fā)酵溫度30 ℃和發(fā)酵時間4天的條件下，果汁的酒精度可達9.90%。

2.3 醋酸發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗

表4 醋酸發(fā)酵正交優(yōu)化試驗結(jié)果Table 4 The orthogonal test results of acetic acid fermentation

續(xù) 表

由表4可知，影響復(fù)合果汁醋酸發(fā)酵的因素主次順序為發(fā)酵溫度>醋酸菌接種量>初始酒精度>發(fā)酵時間。醋酸發(fā)酵的最優(yōu)工藝條件為A2B2C1D2，即初始酒精度7%、醋酸菌接種量8%(V/V)、發(fā)酵溫度30 ℃和發(fā)酵時間5天。

2.4 最優(yōu)工藝參數(shù)驗證試驗

在初始酒精度7%、醋酸接種量8%(V/V)、發(fā)酵溫度30 ℃和發(fā)酵時間5天條件下，進行3次平行試驗，驗證正交試驗結(jié)果的可靠性，結(jié)果見表5。

表5 驗證試驗結(jié)果Table 5 The results of verification test %

由表5可知，最優(yōu)工藝條件下，發(fā)酵果醋醋酸含量平均值達到7.04%，比整個試驗設(shè)計所有的醋酸含量值都要高，表明正交試驗得到的最優(yōu)工藝參數(shù)準(zhǔn)確可行。

2.5 木瓜-西柚復(fù)合果醋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

2.5.1 感官指標(biāo)

淺黃色、澄清透明；均勻，無渾濁、沉淀、分層，無懸浮物和氣泡；具有果醋的清香、濃郁的木瓜和柚子復(fù)合風(fēng)味，無不良?xì)馕叮凰崽疬m度，口感柔和，無酸澀感，爽潤。

2.5.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物：≥6%；

還原糖含量：≥2.3 g/dL；

氨基態(tài)氮(以氮計)：≥0.4 g/dL；

總酸度(以醋酸計)：≥4.5 g/dL；

pH值：4.1。

3 結(jié)論

通過對木瓜西柚復(fù)合果醋的工藝進行研究，得出木瓜-西柚的果汁混合比例為3∶2，在混合果汁的酶解工藝中果膠酶添加量為200 mg/L，40 ℃酶解處理4 h，出汁率最大為93%；酒精發(fā)酵最優(yōu)工藝條件：初始糖度14%、酵母菌接種量10%(V/V)、發(fā)酵溫度30 ℃和發(fā)酵時間4天；醋酸發(fā)酵最優(yōu)工藝條件：初始酒精度7%、醋酸菌接種量8%(V/V)、發(fā)酵溫度30 ℃和發(fā)酵時間5天；發(fā)酵果醋醋酸含量最終可達7.04%。經(jīng)過后熟陳釀，添加果汁、蜂蜜進行調(diào)兌即可得到果香濃郁、酸甜適口的木瓜西柚復(fù)合果醋飲料。

[1]王宇鴻，雷湘蘭，梁青.番木瓜芒果復(fù)合發(fā)酵果醋工藝研究[J].中國釀造，2013，32(10)：142-145.

[2]王宇鴻，梁青.番木瓜-菠蘿復(fù)合發(fā)酵果醋工藝研究[J].中國調(diào)味品，2014，39(7)：81-87.

[3]王蕊.木瓜的營養(yǎng)保健功能及其產(chǎn)品的開發(fā)研究[J].食品研究與開發(fā)，2006，27(1)：125-127.

[4]黃勇.木瓜果醋的研制[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[5]安玉紅，任廷，闞建全.木瓜果醋發(fā)酵工藝的研究[J].中國釀造，2010(3)：171-174.

[6]周幗萍，汪芳安，高冰.木瓜醋的研制[J].中國釀造，2003(3)：56-58.

[7]王乃馨，陳尚龍，李超，等.蘋果柚子復(fù)合果醋的研制[J].中國調(diào)味品，2016，41(1)：90-101.

[8]靳桂敏，朱橋偉.琯溪蜜柚果醋發(fā)酵工藝研究[J].中國調(diào)味品，2007(4)：37-40.

[9]張桂芝，陳鋼.復(fù)合風(fēng)味果醋生產(chǎn)工藝研究[J].中國調(diào)味品，2011，36(9)：72-75.

[10]吳翔,張潔,黃易安.復(fù)合發(fā)酵果醋飲料的研制[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2005(4)：53-55.

[11]劉耀璽.果醋的營養(yǎng)價值與保健功能[J].中國調(diào)味品，2014，39(10)：136-140.

[12]食品產(chǎn)業(yè)網(wǎng).目前中國的果醋行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[EB/OL].http：//www.foodqs.cn/news/ztzs01/2011122014320599.htm,2011-11-20.

[13]李幼筠．論食醋的功能性與新型功能性食醋的開發(fā)[J].中國釀造，2004(1)：5-8.

[14]薛茂云，楊愛萍，鄭萍，等.果膠酶酶學(xué)性質(zhì)研究[J].中國調(diào)味品，2016，41(3)：74-76．

[15]全亮，劉芳，胡彪.蘋果甘薯復(fù)合果糧醋發(fā)酵工藝研究[J].中國釀造，2010(4)：170-172．

[16]張愛民.酵母固定化與醋酸菌發(fā)酵生產(chǎn)蘋果醋工藝的研究[J].中國釀造，2008(11)：92-94．

[17]杜雙奎，李志西.食品試驗優(yōu)化設(shè)計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2011 .

[18]單楊，李高陽.溫州蜜桔果醋加工工藝優(yōu)化研究[J].中國食品學(xué)報，2005(2)：85-89．

[19]王志江，周育華，陳婉玲,等.西番蓮山藥復(fù)合果醋的研制[J].中國調(diào)味品，2015，40(2)：96-103.

[20]GB/T 12143-2008，飲料通用分析方法[S].

[21]GB/T 12456-2008，食品中總酸的測定[S].