紅茶菌發酵玫瑰花醋工藝優化及品質分析

侯穎輝，李德文，羅莉斯，王少銘，冷家歸，李晉華

(貴州省香料研究所/油料研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】玫瑰花瓣中含有酚類、鞣質、糖、多糖、花青素、維生素C、生物堿等多種營養物質[1]，具有美容養顏、抗菌抗衰的功效。玫瑰的利用多以精油提取為主，但貴州屬中國亞熱帶高原季風濕潤氣候，光照條件差，降雨日數多，相對濕度大，從而導致玫瑰精油含量較低。食用玫瑰花瓣可以更加充分地利用其營養價值，故貴州生產的玫瑰花多以食品加工為主。玫瑰花醋是以食用玫瑰花瓣和白砂糖作為主要原料進行發酵的一種新型醋飲料，探明其最佳工藝及品質對食用玫瑰產業在貴州的發展具有重要現實意義。【前人研究進展】紅茶菌是由醋酸菌、酵母菌和乳酸菌等多種微生物共同構成的混合發酵液[2-3]，其中含有葡萄糖酸、醋酸、葡萄糖、果糖、蛋白質、氨基酸、維生素、微量元素、茶多酚、咖啡因、乙醇和二氧化碳等多種營養成分[4-5]，具有抗菌[6-7]、護肝[8]、降血壓[9]等功效。另外，紅茶菌發酵液具有較強的抗氧化能力，其清除 DDP自由基的能力高達90%[10]；添加枸杞、金銀花的紅茶菌發酵飲料可以提高小鼠免疫力[11]。目前，紅茶菌發酵飲料品種不斷增加，且工藝優化研究報道較多，如王冬梅等[12]對酶法紅薯糖漿紅茶菌發酵飲料工藝進行了研究；王偉玲等[13]對滁菊紅茶菌發酵飲料制作工藝進行了研究；王柳玲[14]等對荔枝果汁紅茶菌發酵工藝條件進行了探討。【研究切入點】玫瑰花醋集合了玫瑰的美容養顏和醋的保健功效，非常有益于人體健康，玫瑰的芳香又為飲料增添獨特的風味。但目前未見以紅茶菌為發酵菌株制作玫瑰花醋飲料的研究。【擬解決的關鍵問題】以貴州種植的紫枝玫瑰為原料，以紅茶菌為發酵菌株進行玫瑰花醋發酵工藝優化，以期為紅茶菌及食用玫瑰花的優化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮玫瑰花瓣于4月中旬10：00前采自貴州省農業科學院內香料研究所資源圃，紅茶菌和白砂糖均為市購。儀器設備包括超凈工作臺(揚州凈化設備有限公司)、高壓蒸汽滅菌鍋(上海博訊實業有限公司)、發酵罐(濟南尊皇設備有限公司)和氣相-質譜儀(安捷倫)。

1.2 方法

1.2.1 發酵工藝

1.2.2 單因素試驗

1)花瓣添加量。新鮮玫瑰花瓣添加量設為0、2%、5%、8%和11%，白砂糖添加量8%，紅茶菌發酵母液10%，充分混勻后置于30℃條件下發酵7 d進行感官評價。

2)菌液添加量。紅茶菌母液接種量設為5%、10%、15%、20%和25%，白砂糖添加量8%，玫瑰花瓣添加量2%，充分攪拌后于30℃發酵7 d進行感官評價。

3)糖添加量。白砂糖添加量設為0、4%、7%、10%和14%，玫瑰花瓣添加量2%，紅茶菌發酵母液添加量10%，充分攪拌后于30℃發酵7 d進行感官評價。

4)發酵溫度。發酵溫度設為25℃、28℃、30℃、32℃和35℃，玫瑰花瓣添加量2%、白砂糖添加量8%、接菌量10%，新鮮玫瑰花瓣、白砂糖和紅茶菌發酵母液充分混合后分別于設置的溫度下發酵7 d后進行感官評價。

1.2.3 正交試驗 在單因素試驗的基礎上以玫瑰花添加量、菌液量、白砂糖添加量和發酵溫度進行L9(34)正交試驗，試驗因素及水平見表1。

表1 正交試驗因素與水平

1.2.4 感官評價 由8位評價人員組成評價小組對樣品進行感官評價并打分，感官評價主要包括色澤、口感、香氣、透明度和風格幾個方面，分為很好(91～100分)、好(81～90分)、一般(61～70分)、較差(51～60分)、差(≤50分)5個等級。

1.2.5 香氣成分、總酚及總酸分析 選擇發酵3 d、7 d、11 d的玫瑰醋飲料采用頂空-固相微萃取-氣相-質譜法對玫瑰醋飲料香氣成分進行檢測。氣相條件：進樣口溫度為290℃，色譜柱為HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣(He)為1.0 mL/min。色譜柱程序升溫：初溫60℃保持3 min，然后以6℃/min的速度從60℃升至220℃，保持5 min。按照福林酚法檢測樣品中總酚含量，按照酸堿滴定法檢測樣品中總酸含量(以乙酸計)。

1.2.6 滅菌溫度 分別采用60℃、70℃、80℃、90℃、100℃對發酵液滅菌15 min，檢測其室溫保存期間感官指標及微生物含量變化。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和DPS數據處理系統進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 單因素條件下玫瑰花醋發酵液的感官質量

從圖1看出，不同因素下玫瑰醋發酵液的感官質量有一定的差異，均表現為隨著各因素添加量的增加評分呈先升高后降低趨勢。1)玫瑰花瓣添加量中，發酵液感官評分以添加量為5%的最高，與其他添加量間差異達顯著水平；其次是添加量為2%和8%的，兩者間差異不顯著，均顯著高于零添加和添加量為11%；添加量為11%的評分最低。2)菌液添加量中，感官評分以15%的最高，與添加量20%間差異不顯著，均顯著高于其他添加量。3)不同糖添加量中，感官評分以10%的最高，其次是添加量14%，兩者間差異不顯著均與剩余處理組間差異顯著；添加量為1%的口感最差，評分最低。4)不同發酵溫度中，溫度為30℃的感官評分顯著高于其他發酵溫度，其次是28℃和32℃，兩者間差異不顯著，均顯著高于剩余處理。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 玫瑰花醋飲料的優化發酵工藝參數

根據玫瑰醋飲料的正交試驗的感官評分(表2)及極差分析結果(表3)，影響感官評價的各因素主次順序為花瓣添加量>菌液接種量>發酵溫度>加糖量，玫瑰醋發酵液的最優組合為A2B2C3D2，即玫瑰花瓣添加量為5%，接菌量15%，白砂糖添加量為10%，30℃發酵7 d的效果最佳。

表2 正交試驗各處理的感官評分

表3 正交試驗各處理感官評分的均值與極差

2.3 玫瑰花醋飲料的品質

2.3.1 香氣成分 由表4可知，玫瑰醋香氣中主要成分為醇類、酯類和酸類，3種成分占總成分的80%以上。部分成分與玫瑰精油中的成分相同，如芳樟醇、香葉醇、橙花醇、α-松油醇、香茅醇、苯乙醇等[14]。部分則經過氧化或酯化后以酸或酯類形式存在。發酵前期以醇類物質為主，隨著發酵時間的延長樣品香氣成分中酸類物質和酯類物質的種類和含量明顯增加，酯類物質的增加使玫瑰醋飲料的風味更豐富。

表4 玫瑰花醋樣品中香氣成分及含量

2.3.2 總酚及總酸含量 由表5可知，隨著發酵時間延長總酚含量呈先增加后降低趨勢，總酸含量則逐漸增加，而酸度過大會導致飲料口感酸澀不佳，結合總酚含量變化，發酵7 d時樣品感官評價最佳，這也與正交試驗結果吻合。由于微生物對酸有一定的耐受性，發酵液中乙酸的含量并不會無限增加，當達到一定的pH值時則會抑制微生物的生長從而減少乙酸的產生。

表5 玫瑰花醋樣品的總酚和總酸含量

2.4 滅菌溫度

從圖2看出，玫瑰花醋樣品感官品質隨著滅菌處理溫度升高逐漸下降，當溫度高于90℃時下降迅速，因為高溫使得發酵液中的營養成分被破壞，部分香氣成分也隨之揮發。沉淀產生的時間隨著滅菌溫度升高而延長，70～80℃時沉淀明顯上升，原因是發酵液在高溫處理之前存在大量酵母菌和醋酸菌，低于80℃時少量溫度敏感性微生物被殺死，但仍然存在大量微生物，80℃處理后大量微生物被殺死，90～100℃時益生菌幾乎被殺死。故80℃處理15 min的滅菌效果最佳，不僅能夠保持發酵液風味不被破壞，保留部分益生菌，而且有效延長產品的保質期，室溫放置38 d其感官不會發生明顯變化，亦未產生沉淀。

圖2 不同溫度處理玫瑰花醋的感官品質

3 討論

紅茶菌發酵飲料發酵過程中接種量、糖添加量、花瓣添加量及發酵溫度等都對其品質產生一定的影響。研究結果表明，紅茶菌發酵玫瑰花醋的最優工藝為玫瑰花瓣添加量5%，接菌量15%，白砂糖添加量10%，30℃發酵7 d。玫瑰花醋的香氣成分主要為醇類、酯類和酸類，3種成分占總成分的80%以上，與其他果醋飲料[10]產品相比含有玫瑰的特殊香氣，如芳樟醇、香葉醇、橙花醇、α-松油醇、香茅醇[11]，部分則經過氧化或酯化后以酸或酯類存在。通過3個樣品香氣成分對比發現，發酵前期以醇類物質為主，隨著發酵時間的延長樣品香氣成分中酸類物質和酯類物質的種類和含量明顯增加，酯類物質的增加使得玫瑰醋飲料的風味更佳豐富。另外，玫瑰花醋中總酚含量明顯高于蘋果醋[15]等其他果醋飲料產品，因酚類具有還原性也間接驗證了紅茶菌發酵液具有較強的抗氧化能力[16]。在一定范圍內，隨著發酵時間的延長總酸含量隨之增加。

4 結論

紅茶菌發酵玫瑰花醋的最佳發酵工藝為玫瑰花瓣添加量5%，接菌量15%，白砂糖添加量10%，30℃發酵7 d左右的效果最佳，且80℃處理15 min能夠在保持發酵液風味不被破壞的基礎上有效延長產品的保質期。紅茶菌發酵玫瑰花醋的香氣成分中含有與玫瑰精油相同的花香成分。