馬鈴薯黃精復合醋的工藝研究

俞媛瑞，馮 那，謝華秀，王應蘭，余平蓮

（1.昭通學院化學化工學院，云南 昭通 65700；2.云南省高校高原特色功能食品研究重點實驗室，云南 昭通 65700）

0 引言

醋在中國的飲食文化中具有重要的地位，除了具有調味功能外，還有祛病健身、延年益壽等多種營養保健功能[1]。近年來，國內外以水果為原料生產的果醋保健飲料形成了較為成熟的生產工藝，但因水果的成本較高而導致市場上的水果果醋品種單一，逐漸大力提倡利用果蔬和谷薯類豐富的營養資源提高醋飲料在市場的品種多元化，現已逐漸出現一些果蔬復合醋的研究，但以谷薯類為原料生產復合醋飲料的研究少有涉及[2-3]。紅茶菌具有提高消化能力、調節機體免疫力、預防癌癥、促進新陳代謝等功效，對萎縮性胃炎、胃潰瘍等疾病也有一定的治療效果，而且還可改善睡眠[4]。國內外現在的研究主要集中于紅茶菌發酵工藝流程的優化，利用紅茶菌代替傳統醋酸發酵、酒精發酵和乳酸發酵進行產品發酵方面的研究極少[5-6]。馬鈴薯和黃精作為云南昭通地區特色食品資源，開發利用率并不高[7-9]，亟需研究新型的深加工產品，增加產業價值，提高農民收益，助力鄉村振興?；诖?，以馬鈴薯、黃精為主要原料，以谷糠和麩皮為輔料，利用紅茶菌進行馬鈴薯黃精復合醋深層發酵，并以陳釀后馬鈴薯黃精復合醋中總酸含量為考查指標，采用單因素試驗和正交試驗探究馬鈴薯黃精復合醋發酵的最佳工藝配方，對馬鈴薯和黃精的深加工有一定的理論指導意義。以馬鈴薯、紫薯等谷薯類為原料研制的復合醋飲料，能進一步豐富了醋飲料產品，提高了谷薯類附加價值，為消費者提供了更多的口味選擇，拓寬食用醋的市場。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：馬鈴薯、黃精，云南省昭通市，市售；紅茶菌，廣東省湛江市，網購；谷糠麩皮，河南省商丘市，網購；食品檸檬酸，河南碩之隆實業有限公司提供；食品級白砂糖，云南省昆明滇齊食品有限責任公司提供；紅茶，云南安益茶業有限公司提供。

試劑：氫氧化鈉，天津市風船化學試劑科技有限公司提供；鄰苯二甲酸氫鉀，天津市風船化學試劑科技有限公司提供；酚酞，天津市致遠化學試劑有限公司提供；食品級α - 淀粉酶（≥3 700 U/g），山東隆科特酶制劑有限公司提供；食品級糖化酶（≥10 000 U/g），博立生物制品有限公司提供。

1.2 儀器與設備

電子分析天平，奧豪斯儀器有限公司產品；電子天平（稱量范圍：0～3 000 g），上海佑科儀器儀表有限公司產品；BSG-400 型光照培養箱，上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品；PHS-3C 型酸度計，杭州齊威儀器有限公司產品；手持糖度儀，田園信科光學儀器有限公司產品；電熱恒溫攪拌水浴鍋，常州金壇恒豐儀器制造有限公司產品；DSX-280KB24 型手提式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療器械廠產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯黃精復合醋的工藝流程

1.3.2 操作要點。

（1） 糖化液的制備。在蒸熟的馬鈴薯和黃精原料中分別加入4 倍質量的水，用打漿機制成馬鈴薯原液和黃精原液，按一定比例混合均勻倒入三角瓶中，再加入總體積5%的谷糠與麩皮[10]。在馬鈴薯黃精復合原液中依次加入0.23%的α - 淀粉酶和0.23%的糖化酶，攪拌均勻后置于60 ℃恒溫水浴鍋中進行液化、糖化4 h，然后于90 ℃恒溫水浴進行滅酶10 min，制成馬鈴薯黃精糖化液。加入適量白砂糖使溶液糖度為18.0%，加入檸檬酸使溶液酸度為3.80[11]。將馬鈴薯黃精糖化液置于121 ℃高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌15 min，冷卻備用。

（2） 紅茶菌的活化與培養。參照胡曉磊等人[12]的方法進行紅茶菌的活化與培養，無菌水洗凈容器后，按照紅茶∶糖∶水為1∶10∶100 的比例[13]，將紅茶4 g，白砂糖40 g 加入400 g 水中，待沸騰后關火冷卻，將茶葉過濾出得到茶糖水，放入玻璃容器中，用消毒后的鑷子取出購買的菌膜，去除菌膜上褐變的部分，用無菌水沖洗菌膜數遍放入玻璃容器，然后接入已過濾好的40%紅茶菌種母液，用單層紗布封口，于32 ℃恒溫培養箱中靜置發酵7 d，待液面產生數層新的菌膜即可。再按上述方法重復繼續培養紅茶菌，直至擴大培養到所需用量。

（3） 接種紅茶菌。將已活化好的紅茶菌液按一定比例加入到發酵液中，該過程在超凈工作臺上進行，保證菌種不被污染。將發酵液放在32 ℃恒溫培養箱中發酵5 d[14]，測定發酵液陳釀前的總酸含量，將最佳工藝配方發酵后的發酵液過濾后陳釀30 d 既得到成品馬鈴薯黃精復合醋。

1.3.3 單因素試驗

（1） 馬鈴薯黃精原液比對馬鈴薯黃精復合醋品質的影響?？傮w積為300 mL，量取馬鈴薯原液與黃精原液比分別為1∶2，1∶3，1∶1，2∶1，3∶1 進行混合調配，然后拌入總體積5%谷糠與麩皮，其比例為6∶4，進行糖化、液化。然后接入20%活化好的紅茶菌菌液，于32 ℃恒溫培養箱中深層發酵5 d，測定發酵液陳釀前的總酸含量。

（2） 谷糠與麩皮配比對馬鈴薯黃精復合醋品質的影響。在釀醋時加入輔料不僅能為微生物活動提供所需要的營養物質，還可以起到寄存菌體的作用，并且可以提高食醋質量，增加風味物質[4]。選取了輔料谷糠與麩皮（總體積5%），并按照3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3 的比例添加到原液中，原液總體積為300 mL，原料比為2∶1 的馬鈴薯黃精復合原液中，進行糖化液化。然后接入20%活化好的紅茶菌菌液，在32 ℃恒溫培養箱中深層發酵5 d，測定發酵液陳釀前的總酸含量。

（3） 紅茶菌添加量對馬鈴薯黃精復合醋品質的影響。在總體積為300 mL，原料比為2∶1 的馬鈴薯黃精復合原液中加入原液總體積5%比例為6∶4 的谷糠與麩皮，進行糖化液化。然后分別接入10%，15%，20%，25%，30%活化好的紅茶菌菌液，于32 ℃恒溫培養箱中深層發酵5 d，測定發酵液的總酸含量。

1.3.4 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上，以馬鈴薯黃精原液比（A）、谷糠與麩皮配比（B）、紅茶菌接種量（C） 為試驗因素，陳釀后總酸含量為考查指標進行三因素三水平正交試驗對馬鈴薯黃精復合醋發酵工藝進行優化。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計

1.3.5 品質測定方法

（1） 指標測定。感官評價：參照GB 2719—2018《食品安全國家標準食醋》中的感官要求，制定感官評價表。隨機抽取10 名感官評價人員，按照表2 感官評定標準，從陳釀后的馬鈴薯黃精復合醋的色澤、氣味與口感、體態、雜質4 個方面進行評分，各項分數的總和即為馬鈴薯黃精復合醋的感官評分。

表2 感官評定標準

感官評定標準見表2。

總酸含量的測定。參照GB 12456—2021《食品安全國家標準食品中總酸的測定》中第一法進行測定，吸取25.00 mL 試樣至250 mL 容量瓶中，用無二氧化碳的水定容至刻度線，搖勻，用快速過濾紙過濾，收集濾液用于測定。吸取25.00 mL 待測液至于250 mL 三角瓶中，加2～4 滴酚酞指示液，用0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液呈微紅色，30 s 不褪色，用消耗0.1 mol/L 氫氧化鈉標準溶液的體積計算總酸含量。

（2） 數據處理。所有試驗均重復3 次，樣品檢測重復3 次，結果以平均值±標準差表示，用Excel 2016 進行數據繪圖分析。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗結果分析

馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗結果見圖1。

圖1 馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗結果

由圖1 可知，隨著馬鈴薯原液所占原料比逐漸增加，馬鈴薯黃精復合醋陳釀前的總酸含量呈現先上升后下降的變化趨勢，在馬鈴薯黃精原液比為2∶1時，總酸含量達到最高，均勻透亮，呈琥珀色。但隨著馬鈴薯原液比例逐漸增多時，其馬鈴薯黃精復合醋的總酸含量反而逐漸降低，其發酵液較混濁，其醋風味偏淡。因此，確定馬鈴薯黃精原液最佳比例為2∶1。

2.2 谷糠與麩皮配比的單因素試驗結果分析

谷糠與麩皮配比單因素試驗結果見圖2。

圖2 谷糠與麩皮配比單因素試驗結果

由圖2 可知，隨著谷糠所占輔料比例逐漸增加，馬鈴薯黃精復合醋陳釀前的總酸含量呈現先上升后下降的變化趨勢，在谷糠與麩皮配比為6∶4 時，總酸含量達到最高，均勻透亮，呈琥珀色，具有獨特的馬鈴薯與黃精風味。隨著麩皮比例逐漸增加，其馬鈴薯黃精復合醋的總酸含量反而逐漸降低，其發酵液較混濁，其風味偏淡。因此，確定輔料谷糠與麩皮最佳配比為6∶4。

2.3 紅茶菌接種量的單因素試驗結果分析

紅茶菌接種量單因素試驗結果見圖3。

圖3 紅茶菌接種量單因素試驗結果

由圖3 可知，隨著紅茶菌含量逐漸增加，馬鈴薯黃精復合醋陳釀前的總酸含量呈現先上升后下降的變化趨勢，當紅茶菌接種量為20%時，總酸含量達到最高，無異味，均勻透亮，呈琥珀色，無菌膜出現，具有適宜的馬鈴薯與黃精風味。隨著紅茶菌接種量逐漸增加，其馬鈴薯黃精復合醋的總酸含量反而逐漸降低，其色澤逐漸加深，出現絮狀菌膜。因此，確定紅茶菌最佳接種量為20%。

2.4 正交試驗結果分析

正交式驗結果見表3。

表3 正交式驗結果

根據表1 中所列的正交試驗因素和水平進行正交試驗設計，由表3 可知，3 個影響馬鈴薯黃精復合醋發酵的因素主次關系為紅茶菌接種量（C） ＞馬鈴薯黃精原液比（A） ＞谷糠與麩皮配比（B），即紅茶菌接種量對發酵液陳釀前總酸濃度的影響最大，馬鈴薯黃精原液比的影響次之，谷糠與麩皮比例影響最弱。由極差分析得到的馬鈴薯黃精復合醋最佳的工藝配比的組合A2B2C3，即馬鈴薯黃精原液比為2∶1，谷糠與麩皮配比為6∶4，紅茶菌接種量為25%的工藝下，發酵的馬鈴薯黃精復合醋總酸為3.72 g/100 mL，總酸含量高，說明液態深層發酵品質好。

2.5 馬鈴薯黃精復合醋的品質分析

2.5.1 感官品質

感官評定結果見表4。

表4 感官評定結果

由表4 可知，利用正交試驗得到的最佳配方制備的馬鈴薯黃精復合醋根據10 位感官評價人員的評分結果達到85 分，色澤呈透明琥珀色，色彩鮮艷；口感酸中帶甜，氣味醇香，口感細膩，具有適宜的馬鈴薯黃精風味，無不良氣味；狀態澄清透亮，均勻，無絮狀菌膜；肉眼看不到異物，無霉變。由此，可認為產品品質較佳，符合醋的產品感官要求。

2.5.2 總酸含量

總酸含量的檢測結果見表5。

表5 總酸含量的檢測結果

由表5 可知，馬鈴薯黃精復合醋陳釀后的總酸含量為3.62 g/100 mL，符合GB 2719—2018 《食品安全國家標準食醋》的要求。

3 結論

以馬鈴薯黃精為原料，谷糠與麩皮為輔料，利用紅茶菌代替傳統酵母菌、醋酸菌、乳酸菌對馬鈴薯黃精進行發酵，制備馬鈴薯黃精復合醋，既縮減了傳統發酵時間，也優化了傳統發酵的工藝流程。以陳釀后總酸含量為判斷依據，在單因素試驗的基礎上，結合正交試驗確定了馬鈴薯黃精復合醋的最佳工藝條件為馬鈴薯黃精的原液比2∶1，谷糠與麩皮配比6∶4，接種量為25%紅茶菌，此復合醋為透明琥珀色，酸甜可口、色香味俱佳，陳釀后的總酸含量為3.62 g/100 mL，符合國家標準對食醋中總酸的要求，是一款適合廣泛應用的新型復合發酵醋，可作為提升黃精、馬鈴薯產業價值的理論依據。