陜北風味香菇小米發酵醋的釀造工藝研究

趙瑞華，謝佳藝，田茜

（1.延安大學生命科學學院，陜西 延安 716000；2.延安大學經濟與管理學院，陜西 延安 716000）

小米屬于谷類作物，是人們最喜愛的糧食之一，其富含碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪、礦物質、維生素等多種營養成分，且容易被消化吸收[1-2]。而產于陜北米脂縣的小米是我國“四大著名小米”之一，相較于普通小米，營養成分更加豐富，脂肪和蛋白質含量高出1%～3%，含有8 種人體必需氨基酸，營養比例協調[3]。小米醋營養保健，深受大眾喜愛[4-8]。徐清萍等曾研究過液化方式對小米醋酒精發酵階段的影響[9]。于迪等[10]則根據山西老陳醋釀造工藝釀成小米醋，并對發酵過程中總酸、總酯、氨基酸態氮等理化指標進行了測定，對小米醋的揮發性香氣成分進行了分析。

香菇[Lentinus edodes（Berk.）sing]又名香菌、花菇、香覃，俗稱中國蘑菇，在我國具有悠久的栽培歷史，也是世界第二大食用菌。其肉質脆嫩，香氣濃郁，含有蛋白質、多種礦物質和維生素，具有很高的食藥用價值[11-14]。隨著人們生活水平的提高，由香菇制成的食品、藥品和保健品等越來越受到人們的青睞[15-16]。目前，我國有一些學者研究過香菇醋的釀造工藝[17-19]。肖玲玲等[20]以廢棄香菇柄為原材料，經纖維素酶酶解處理后發酵釀制香菇醋，并通過對酶水解條件的優化，確定了最佳參數。魏登和王柳以香菇和薏米為原料，并在傳統食醋釀造方法的基礎上研制出一種新型保健醋[21]。

如果將香菇和小米相結合，可以制得兼具二者營養和風味的香菇小米醋。目前有關于香菇棗醋、香菇桃醋、香菇薏米醋、香菇糯米醋等的報道，但還未見對香菇小米醋的研究報導。以香菇和陜北特有的米脂小米為原料進行復合醪發酵，從而提高糖度，制造出一款融合兩種原料風味和特色的成品保健醋，獲得符合市場需求的產品配方與生產工藝。可以提高兩種農產品的綜合利用價值，為相關企業開發保健醋等復合發酵飲品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優質陜北米脂小米和馬鈴薯購自延安華潤萬家超市；香菇菌種和滬釀1.01 醋酸菌由延安大學生命科學學院食用菌研究室提供；液化酶（α-淀粉酶，酶活力24 000 U/mL）、糖化酶（葡萄糖淀粉酶，酶活力150 000 U/mL）：無錫賽德生物技術有限公司；釀酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

生化培養箱（LRH-70）：蘇州江東精密儀器有限公司；臺式恒溫振蕩器（THZ-D）：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；電熱恒溫干燥箱（TH70-101-2A）：北京中西遠大科技有限公司；高速萬能粉碎機（FS）：廣州雷邁機械設備有限公司；10L 不銹鋼普通發酵罐（BLBIO-10SJV）：連云港百侖生化科技有限公司；酸度計（HI8424）：南通沃特環保科技有限公司；手持式測糖儀（ZG004）：深圳市縱觀百匯科技有限公司。

1.3 生產工藝流程

陜北風味香菇小米發酵醋的生產工藝流程：

1.3.1 香菇糖化醪的制備

將馬鈴薯液態培養基裝入發酵罐中，121 ℃滅菌20 min，降至室溫（25 ℃）后接入香菇孢子，于 25 ℃，115 r/min 攪拌培養3 d，將獲得的香菇菌絲體液過濾，加糖化酶進行糖化，充分糖化后用測糖儀測得香菇糖化醪的糖度為6%。

1.3.2 小米糖化醪的制備

選擇優質陜北米脂小米，電烤箱150 ℃烘焙1.5 h。用粉碎機將烘焙過的小米粉碎，加水放入恒溫培養箱，再加液化酶60 ℃保持1 h，充分液化后放入120 ℃，111.4 kPa 條件下的高壓鍋內蒸煮30 min，冷卻至室溫（25 ℃）后加糖化酶進行糖化，糖化充分后用測糖儀測得小米糖化醪的糖度為39%。小米經過烘焙最后得到的產品醋會帶有淡淡的焦香。

1.3.3 復合糖化醪的配制

按照酒精發酵所需的最適糖濃度范圍13%～19%，將香菇糖化醪和小米糖化醪按質量比1 ∶1 進行配比，然后加水稀釋至混合液糖濃度分別為14 %、16 %、18 %，這樣可以使產品醋兼具香菇和小米的營養成分，二者營養價值得到充分的利用。

1.3.4 酒精發酵

將干酵母預先在2%糖濃度下活化1 h 后，加入不同稀釋濃度的復合糖化醪中。在各設定的條件下進行酒精發酵72 h，通過正交試驗得出最佳因素配比，并在最佳因素配比下進行重復酒精發酵試驗得出發酵后的酒精濃度。

1.3.5 醋酸發酵

將醋酸菌于32 ℃活化20 h 后，轉入盛醋酸菌活化培養基三角燒瓶中，用紗布封口，于32 ℃、轉速180 r/min 條件下活化培養24 h（總酸度＞1%）。活化后的醋酸菌液接入酒精發酵液中，并用通氣泵持續通入氣體，保持空氣流量為1 ∶0.2（發酵液與空氣的體積比），在各設定條件下進行醋酸發酵7 d 左右，通過正交試驗得出醋酸發酵所需的最佳因素配比，并在最佳因素配比下進行重復醋酸發酵試驗測出醋酸濃度。

1.3.6 成熟加鹽

為提高發酵醋的風味及色澤，在醋酸發酵完全的發酵液中加入質量分數1.0%食鹽以抑制醋酸菌活性和防止其它細菌滋生，靜置1 d 澄清后過濾，將上清液用巴氏消毒法進行滅菌后，即制得香菇小米發酵醋成品。

1.4 生產工藝的確定

1.4.1 酒精發酵正交試驗設計

選取影響復合糖化醪酒精發酵的3 個主要因素發酵溫度、酵母液添加量、發酵糖度及設置空列，進行四因素三水平的正交試驗設計，因素和水平見表1。發酵72 h 后測量酒精濃度。

表1 酒精發酵正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factor level table of alcohol fermentation

1.4.2 醋酸發酵正交試驗設計

通風發酵可縮短發酵時間，以轉速150 r/min 為通氣條件，以酒精發酵階段產生的酒精量為前提，選取影響醋酸發酵的3 個主要因素發酵溫度、醋酸菌使用量和起始pH 值及設置空列，進行四因素三水平的正交試驗設計，因素和水平見表2。發酵7 d 后測量醋酸濃度。

表2 醋酸發酵正交試驗因素水平表Table 2 Orthogonal experiment factor level table of acetic fermentation

1.5 品質檢測

根據酒精發酵和醋酸發酵正交試驗結果確定的香菇小米醋的最佳工藝參數進行釀造，對最終成品醋進行品質檢測。

1.5.1 理化指標檢測

還原糖（以葡萄糖計）：斐林氏法；總酸（以醋酸計）：滴定法；氨基酸態氮：甲醛法[22]。

1.5.2 微生物指標檢測

采用多管發酵法檢測成品中大腸菌群的數量，采用固體平板劃線法檢測成品中的細菌總數。

1.5.3 感官質量評定標準

挑選20 歲～70 歲不同年齡段50 位受試者對香菇小米醋進行感官鑒定，感官指標評定標準見表3。

表3 香菇小米醋感官質量評定標準Table 3 Standard for sensory quality evaluation of Lentinus edodes millet vinegar

2 結果與分析

2.1 酒精發酵正交試驗結果

酒精發酵正交試驗結果見表4。

表4 酒精發酵正交試驗表Table 4 Orthogonal experiment table of alcohol fermentation

由表4 可知，酒精發酵的發酵溫度、酵母液用量和發酵糖度的不同，對發酵液的影響很大。從極差R 值的大小看，酵母液用量的極差最大，其次是發酵糖度，發酵溫度的極差最小，但都與空列有很大差異，說明酵母液用量是影響酒精發酵的主要因素，發酵糖度是影響酒精發酵的次要因素，而發酵溫度對其影響最小。依據正交試驗結果得出的最佳酒精發酵條件為A2B2C2，即發酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發酵糖度為16%，而從設計的9 組試驗得出的最佳條件是A2B2C3，即發酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發酵糖度為18%。為避免試驗結果的偶然誤差，對A2B2C2和A2B2C3進行了重復試驗，得出兩種條件下酒精濃度分別為7.91%和7.75%。因此，酒精發酵階段的最佳條件是A2B2C2，即發酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發酵糖度為16%，得出的酒精濃度最大為7.91%。

2.2 醋酸發酵正交試驗結果

醋酸發酵正交試驗結果見表5。

表5 醋酸發酵正交試驗表Table 5 Orthogonal experiment table of acetic fermentation

由表5 可知，醋酸發酵的發酵溫度、醋酸菌用量和起始pH 值的不同，對發酵液的影響很大。從極差R 值的大小看，發酵溫度的極差最大，其次是醋酸菌用量，起始pH 值的極差最小，但都與空列有很大差異，說明發酵溫度是影響醋酸發酵的主要因素，醋酸菌用量是影響醋酸發酵的次要因素，而起始pH 值對其影響最小。依據正交試驗結果得出的最佳醋酸發酵條件為A2B3C2，即發酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0，而從設計的9 組試驗得出的最佳條件是A2B2C3，即發酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為7%，起始pH 值為6.5。為避免試驗結果的偶然誤差，對A2B3C2和A2B2C3進行了重復試驗，得出兩種條件下醋酸濃度分別為5.45%和5.36%。因此，醋酸發酵階段的最佳條件是A2B3C2，即發酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0，得出的醋酸濃度最大為5.45%。

2.3 產品品質檢測結果

2.3.1 理化指標

經檢測，香菇小米醋成品中還原糖的含量是1.4 g/100 mL，還原糖主要來源于原料的糖化，后在多種酶的作用下轉化為酒精其含量會逐漸降低；總酸達到5.9 g/100 mL，雖未經陳釀，但和普通釀造食醋總酸含量3.5 g/100 mL 相比，產品的酸度提高了40.68%，酸度較高可抑制醋中微生物的生長，防止其腐敗變質；氨基酸態氮的含量是0.15 g/100 mL，氨基酸的存在增加了醋的營養，同時對醋的提鮮增香也有較明顯的效果。

2.3.2 衛生指標

香菇小米醋成品中微生物檢測結果為大腸菌群2.1 MPN/g，菌落總數42 CFU/g；未檢出沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、鏈球菌、葡萄球菌等致病菌。微生物指標檢測符合國家相關規定。

2.3.3 感官評價

對50 位受試感官評價者的各項打分進行平均：色澤 18 分、氣味 19 分、口感 36 分、體態 18 分，綜合評價為91 分。90%以上的評價者認為香菇小米醋成品口感純正，風味獨特，適應市場和消費者的需求。

3 結論與討論

食醋是日常生活中的一種重要調味品，隨著人們健康意識的增強，開發具有保健功能的醋已成為主流趨勢。而香菇是具有較高營養及藥用價值的真菌，將其引入小米醋，既充分利用了我國的香菇資源，又迎合了營養保健的飲食理念。相較于普通小米酒，試驗采用了陜北特有的米脂小米，使制備的香菇小米醋具有獨特的陜北風味。

通過對陜北風味香菇小米醋的釀造工藝路線進行探索，采用對酒精發酵和醋酸發酵兩階段的L9（34）正交試驗確定了最佳的原料配比及生產條件。得出在酒精發酵過程最佳的發酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7 %，發酵糖度為16 %；在醋酸發酵過程中最佳的發酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0。在最佳條件下對原料進行發酵試驗得出酒精度為7.91%，醋酸濃度為5.45%的香菇小米醋。由于香菇糖化醪是以香菇菌種為原料進行液態深層發酵，相較于子實體更能獲得大量具有生理活性的真菌多糖發酵醪，再經酒精發酵和醋酸發酵而成，又融合了小米發酵所得的醋酸，所以產品營養價值均高于單純的香菇醋和小米醋。

在進行感官品評時，選取了50 位具代表性的不同年齡段受試者的品評意見，能夠在一定程度上說明人們對陜北風味香菇小米發酵醋的接受程度，但產品若想走向市場還需進行更加充足的試驗性數據檢測與產品工藝篩選，以進一步提高產品的品質。該研究結果可為保健醋的開發提供參考。