液態(tài)發(fā)酵法釀造豆渣食醋工藝研究

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.014

引文格式：王成，張杰，王晗，等.液態(tài)發(fā)酵法釀造豆渣食醋工藝研究.中國(guó)調(diào)味品，2024，49（7）：90-98，169.

WANG C， ZHANG J， WANG H， et al.Study on technology of brewing soybean residue vinegar by liquid-state fermentation method.China Condiment，2024，49（7）：90-98，169.

摘要：為增加豆渣的利用率和附加值，以豆渣為主要原料，通過液態(tài)發(fā)酵法釀造一款豆渣食醋，并探索其酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件。首先以酒精度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)酒精發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。其次，以最佳酒精發(fā)酵工藝為基礎(chǔ)，以食醋的感官評(píng)分和總酸含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)醋酸發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，以180 mL純凈水為基準(zhǔn)，最佳酒精發(fā)酵工藝為豆渣干粉添加量14 g、蔗糖添加量6 g、酵母菌接種量0.4%、酒精發(fā)酵溫度32 ℃、酒精發(fā)酵時(shí)間6 d；以100 mL酒精濾液為基準(zhǔn)，最佳醋酸發(fā)酵工藝為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發(fā)酵溫度29.5 ℃、醋酸發(fā)酵時(shí)間5 d。此工藝條件下豆渣食醋的感官評(píng)分為83.2分，總酸含量為5.05 g/dL，可溶性無鹽固形物含量為3.5 g/dL，氨基酸態(tài)氮含量為122.4 mg/dL，菌落總數(shù)和大腸菌群均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。豆渣食醋成品呈琥珀色，澄清透亮，質(zhì)地均勻，酸味適中，帶有濃郁的醋香和豆渣特有的豆香味，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。

關(guān)鍵詞：豆渣；食醋；液態(tài)發(fā)酵法；酒精發(fā)酵；醋酸發(fā)酵；響應(yīng)面試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TS264.22""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""" ""文章編號(hào)：1000-9973（2024）07-0090-09

Study on Technology of Brewing Soybean Residue Vinegar by

Liquid-State Fermentation Method

WANG Cheng1， ZHANG Jie1，2， WANG Han1， KONG Xin-xin1*

（1.School of Food Science and Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology，

Zhengzhou 450064， China; 2.Key Laboratory of Food Safety Rapid Detection

in Zhengzhou City， Zhengzhou 450064， China）

Abstract： In order to increase the utilization rate and added value of soybean residue， with soybean residue as the main raw material， a kind of soybean residue vinegar is brewed through liquid-state fermentation method. The optimal technological conditions for alcohol fermentation and acetic acid fermentation are explored. Firstly， with alcohol content as the evaluation index， the alcohol fermentation technology is optimized through single factor test and orthogonal test. Secondly， based on the optimal alcohol fermentation technology， with the sensory score and total acid content of vinegar as the evaluation indexes， the acetic acid fermentation technology is optimized through single factor test and response surface test. The results show that based on 180 mL pure water， the optimal alcohol fermentation technology is dried soybean residue powder addition amount of 14 g， sucrose addition amount of 6 g， yeast inoculation amount of 0.4%， alcohol fermentation temperature of 32 ℃ and alcohol fermentation time of 6 d. Based on 100 mL alcohol filtrate， the optimal acetic acid fermentation technology is acetic acid bacteria inoculation amount of 3.85%， acetic acid fermentation temperature of 29.5 ℃ and acetic acid fermentation time of 5 d. Under these technological conditions， the sensory score of soybean residue vinegar is 83.2 points， the total acid content

收稿日期：2024-02-23

基金項(xiàng)目：河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（24B550022）；河南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（S202112746035）

作者簡(jiǎn)介：王成（1980—），男，講師，碩士，研究方向：食品發(fā)酵技術(shù)。

*通信作者：孔欣欣（1975—），女，教授，碩士，研究方向：谷物食品的研究與開發(fā)。

is 5.05 g/dL， the soluble saltless solid content is 3.5 g/dL， the amino acid nitrogen content is 122.4 mg/dL， and the total bacterial count and coliform bacteria all meet the national standards. The finished product of soybean residue vinegar is amber， clear and transparent， with uniform texture， moderate sourness， strong vinegar aroma， unique bean aroma of soybean residue， and has high nutritional value.

Key words：soybean residue;vinegar;liquid-state fermentation method;alcohol fermentation;acetic acid fermentation; response surface test

我國(guó)是大豆生產(chǎn)和加工大國(guó)，在豆腐、豆?jié){、腐竹等豆制品制作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的豆渣。豆渣中含有膳食纖維、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有異黃酮、皂苷等抗氧化成分，具有很高的食用價(jià)值和開發(fā)潛力。但是豆渣顆粒較大、口感粗糙、豆腥味強(qiáng)烈且不易儲(chǔ)存，使得豆渣的利用較困難，單獨(dú)添加到食品中會(huì)使食品的品質(zhì)變差，直接丟棄會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。通過微生物發(fā)酵可以使豆渣的利用率和附加值大大提升，是目前豆渣加工的常用手段之一。

釀造食醋是以谷物、谷物副產(chǎn)品、果蔬、中草藥等為原輔料，接種微生物后經(jīng)糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、過濾澄清等工序制作而成的一種酸性液體調(diào)味品，用于菜肴烹飪，能夠增香提味、解腥去膻，在我國(guó)有著悠久的歷史。現(xiàn)代研究表明，食醋富含有機(jī)酸、氨基酸、糖類、多酚類、黃酮類、醇類、酯類、醛類、維生素和無機(jī)鹽等化合物，具有促進(jìn)消化、緩解疲勞、降血糖、降血壓、預(yù)防動(dòng)脈硬化、抗菌、抗病毒、抗氧化等保健功效，因此深受大眾喜愛。食醋的釀造方法主要有固態(tài)發(fā)酵法和液態(tài)發(fā)酵法兩種，其中液態(tài)發(fā)酵法的發(fā)酵周期短、生產(chǎn)效率高，能在一定程度上保留原料特有的香味與色澤，故采用此法釀造的新型食醋層出不窮。張藝等以油橄欖果汁為主要原料，接種紅曲米和AS1.41醋酸菌進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵，釀造出一款油橄欖食醋，并采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化其釀造工藝。結(jié)果表明，最佳油橄欖食醋釀造工藝為油橄欖果汁添加量80%、初始酒精度6%、紅曲米添加量10%、醋酸菌接種量4%、搖床轉(zhuǎn)速170 r/min、發(fā)酵溫度31 ℃、發(fā)酵時(shí)間11 d，此工藝條件下釀造的食醋品質(zhì)最好，整體呈紅棕色，澄清透亮，醋香綿長(zhǎng)，帶有油橄欖果汁的微苦風(fēng)味，多酚類、黃酮類化合物含量顯著高于普通白醋，抗氧化活性更好。張弛等將天麻漿進(jìn)行液化處理，再采用液態(tài)發(fā)酵法釀造出一款新型天麻食醋，并對(duì)其香味成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明，當(dāng)初始pH值為4.6、滬釀1.01醋酸菌添加量0.56%、發(fā)酵溫度32.6 ℃時(shí)，天麻食醋的醋酸含量最高，達(dá)到4.23 g/dL；香味成分分析表明，天麻食醋中主要含有32種香味物質(zhì)，其中乙酸、乙酸苯乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、對(duì)甲酚的相對(duì)含量較高，是天麻食醋的主體香味物質(zhì)。

目前，采用液態(tài)發(fā)酵法釀造豆渣食醋的研究還未見報(bào)道。本研究以豆渣為主要原料，將其酶解處理后，采用液態(tài)發(fā)酵法釀造一款豆渣食醋，旨在豐富食醋種類，滿足市場(chǎng)需求，同時(shí)為豆渣資源的再利用提供新的途徑。

1" 材料與方法

1.1" 主要材料與試劑

豆渣干粉：鄭州市祥云食品有限公司；釀酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；滬釀1.01醋酸菌：山東和眾康源生物科技有限公司；酵母浸膏、蛋白胨：河南聚碩生物科技有限公司；蔗糖、纖維素酶（10 000 U/g）、果膠酶（10 000 U/g）：成都萬象宏潤(rùn)生物科技有限公司；酚酞、無水乙醇（均為分析純）：鄭州派尼化學(xué)試劑廠。

1.2" 主要儀器與設(shè)備

JA2003A電子天平" 上海精天電子儀器有限公司；LH-J80手持式酒精計(jì)" 浙江陸恒環(huán)境科技有限公司；101-00BS電熱鼓風(fēng)干燥箱" 上海力辰儀器科技有限公司；SN-RE-2000B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀" 上海尚儀儀器設(shè)備有限公司；LS-100HG高壓蒸汽滅菌鍋" 河南領(lǐng)秀儀器有限公司；303-4BA恒溫培養(yǎng)箱、THZ-100恒溫振蕩培養(yǎng)箱" 上海葉拓科技有限公司；DD-6000立式離心機(jī)" 四川蜀科儀器有限公司；ZX11-UV-1000紫外分光光度計(jì)" 北京海富達(dá)科技有限公司；HH-6S恒溫水浴鍋" 上海捷呈實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.3" 方法

1.3.1" 豆渣食醋釀造工藝流程

1.3.2" 操作要點(diǎn)

豆渣干粉預(yù)處理：挑選干燥、無結(jié)塊、無蟲噬、無霉變的豆渣干粉，于60 ℃恒溫干燥箱中烘干2 h，過60目篩，備用。

混合：稱取10 g豆渣干粉加入到廣口玻璃瓶中，再向其中加入180 mL純凈水，充分混勻得到豆渣混合液。

酶解：分別稱取0.2 g纖維素酶和0.2 g果膠酶加入豆渣混合液中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)混合液的pH至4.0，于55 ℃恒溫水浴鍋中酶解24 h，得到豆渣酶解液。

酵母菌活化：稱取0.2 g蔗糖加入10 mL純凈水中，配制成2%蔗糖溶液，于115 ℃高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌20 min，冷卻后加入0.72 g釀酒活性干酵母粉，混合均勻，在35 ℃條件下活化30 min。

酒精發(fā)酵：稱取6 g蔗糖加入豆渣酶解液中，調(diào)整pH為6.5，于115 ℃高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌20 min。待冷卻至室溫后，接種活化好的酵母菌，使用保鮮膜封口，置于恒溫培養(yǎng)箱中，于30 ℃進(jìn)行酒精發(fā)酵6 d。

過濾：將酒精發(fā)酵液用8層紗布進(jìn)行過濾，得到酒精濾液，備用。

醋酸菌活化：按照周宇科等的方法配制醋酸菌固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。將醋酸菌種溶解后涂布于醋酸菌固體培養(yǎng)基上，在30 ℃條件下活化24～48 h。待長(zhǎng)出醋酸菌后，用接種環(huán)接種至醋酸菌液體培養(yǎng)基中，在150 r/min、30 ℃條件下振蕩培養(yǎng)48 h，得到醋酸菌種子液，備用。

醋酸發(fā)酵：調(diào)整酒精濾液的酒精度為9%，量取100 mL酒精濾液于250 mL無菌三角瓶中，接種6%的醋酸菌種子液，包扎封口后置于振蕩培養(yǎng)箱中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為150 r/min、發(fā)酵溫度為30 ℃進(jìn)行醋酸發(fā)酵5 d，得到豆渣原醋。

澄清、滅菌：將豆渣原醋在5 000 r/min條件下離心30 min，取上清液裝瓶封口，于80 ℃水浴滅菌25 min，即可得到豆渣食醋成品。

1.3.3" 豆渣食醋酒精發(fā)酵單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以180 mL純凈水為基準(zhǔn)，設(shè)定豆渣干粉添加量分別為6，8，10，12，14 g，蔗糖添加量分別為4，5，6，7，8 g，酵母菌接種量分別為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，酒精發(fā)酵溫度分別為26，28，30，32，34 ℃，酒精發(fā)酵時(shí)間分別為4，5，6，7，8 d，進(jìn)行豆渣食醋酒精發(fā)酵的單因素試驗(yàn)，探究豆渣干粉添加量、蔗糖添加量、酵母菌接種量、酒精發(fā)酵溫度、酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)豆渣食醋酒精發(fā)酵階段酒精度的影響。

1.3.4" 豆渣食醋酒精發(fā)酵正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)豆渣食醋酒精發(fā)酵單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇豆渣干粉添加量（A）、蔗糖添加量（B）、酵母菌接種量（C）、酒精發(fā)酵溫度（D）4個(gè)因素，進(jìn)行豆渣食醋酒精發(fā)酵的四因素三水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

1.3.5" 豆渣食醋醋酸發(fā)酵單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以100 mL酒精發(fā)酵濾液為基準(zhǔn)，設(shè)定醋酸菌接種量分別為2%、4%、6%、8%、10%，醋酸發(fā)酵溫度分別為24，27，30，33，36 ℃，醋酸發(fā)酵時(shí)間分別為3，4，5，6，7 d，進(jìn)行豆渣食醋醋酸發(fā)酵的單因素試驗(yàn)，探究醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵溫度、醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)豆渣食醋醋酸發(fā)酵階段感官評(píng)分和總酸含量的影響。

1.3.6" 豆渣食醋醋酸發(fā)酵響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以醋酸菌接種量（A′）、醋酸發(fā)酵溫度（B′）、醋酸發(fā)酵時(shí)間（C′）為自變量，以豆渣食醋的感官評(píng)分（Y1）和總酸含量（Y2）作為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)豆渣食醋醋酸發(fā)酵的三因素三水平Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)因素與水平見表2。

1.3.7" 豆渣食醋的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以GB 18187—2000為依據(jù)，同時(shí)參照張宇的食醋感官評(píng)分表制作出豆渣食醋的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。選擇10名食品專業(yè)學(xué)生組成感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)豆渣食醋的色澤（20分）、香氣（30分）、滋味（30分）和狀態(tài)（20分）分別進(jìn)行評(píng)分，總分100分，每個(gè)樣品重復(fù)評(píng)價(jià)3次，最終結(jié)果取平均值，豆渣食醋的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

1.3.8" 豆渣食醋理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測(cè)定

總酸含量（以醋酸計(jì)）的測(cè)定：參照GB/T 5009.41—2003進(jìn)行檢測(cè)；酒精度的測(cè)定：參照GB 5009.225—2016中的酒精計(jì)法進(jìn)行檢測(cè)；可溶性無鹽固形物含量的測(cè)定：參照GB 18187—2000進(jìn)行檢測(cè)；氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定：參照GB 5009.235—2016中的比色法進(jìn)行檢測(cè)；菌落總數(shù)、大腸菌群的測(cè)定：分別參照GB 4789.2—2022、GB 4789.3—2016進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.9" 數(shù)據(jù)處理與分析

本試驗(yàn)采用Office Excel 2011、OriginLab OriginPro 8.5、Design-Expert V8.0.6等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 豆渣食醋酒精發(fā)酵單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1" 豆渣干粉添加量對(duì)酒精度的影響

豆渣干粉添加量對(duì)酒精度的影響見圖1。

由圖1可知，隨著豆渣干粉添加量的增加，酒精度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)豆渣干粉添加量在6～10 g之間時(shí)，酶解后的豆渣能夠?yàn)榻湍妇峁┌l(fā)酵底物，隨著豆渣干粉添加量的增加，酒精度持續(xù)升高；當(dāng)豆渣干粉添加量為10 g時(shí)，酒精發(fā)酵最旺盛，酒精度達(dá)到9.1%；當(dāng)豆渣干粉添加量在10～14 g之間時(shí)，豆渣發(fā)酵液變得較黏稠，過量的豆渣干粉會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵液的含水量降低、碳氮比失調(diào)，不利于酒精發(fā)酵，酒精度有小幅度下降。因此，選擇豆渣干粉添加量為10，12，14 g進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

2.1.2" 蔗糖添加量對(duì)酒精度的影響

蔗糖添加量對(duì)酒精度的影響見圖2。

由圖2可知，隨著蔗糖添加量的增加，酒精度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。酒精發(fā)酵需要適宜的糖度，酶解后的豆渣雖然能夠提供一定量的糖分，但略有不足，因此適當(dāng)補(bǔ)充一些蔗糖更有利于發(fā)酵的進(jìn)行。當(dāng)蔗糖添加量在4～6 g之間時(shí)，豆渣發(fā)酵液的酒精度逐漸上升；當(dāng)蔗糖添加量為6 g時(shí)，豆渣發(fā)酵液的碳氮比最適宜，酒精度達(dá)到最大值8.9%；當(dāng)蔗糖添加量在6～8 g之間時(shí)，豆渣發(fā)酵液的滲透壓較高，高滲環(huán)境抑制了酵母菌的生物活性，發(fā)酵速率減慢，酒精度開始下降。因此，選擇蔗糖添加量為5，6，7 g進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

2.1.3" 酵母菌接種量對(duì)酒精度的影響

酵母菌接種量對(duì)酒精度的影響見圖3。

由圖3可知，當(dāng)酵母菌接種量在0.2%～0.5%之間時(shí)，酵母菌接種過少，發(fā)酵速度較緩慢，底物發(fā)酵不完全，酒精度較低；當(dāng)酵母菌接種量為0.5%時(shí)，酒精度達(dá)到最大值9.4%；當(dāng)酵母菌接種量在0.5%～0.6%之間時(shí)，過多的酵母菌會(huì)消耗掉豆渣發(fā)酵液中的糖分用于生長(zhǎng)繁殖，不利于酒精發(fā)酵，酒精度略有下降。因此，選擇酵母菌接種量為0.4%、0.5%、0.6%進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

2.1.4" 酒精發(fā)酵溫度對(duì)酒精度的影響

酒精發(fā)酵溫度對(duì)酒精度的影響見圖4。

由圖4可知，當(dāng)酒精發(fā)酵溫度在26～32 ℃之間時(shí)，溫度偏低，酵母菌代謝不夠旺盛，隨著溫度升高，酒精度逐漸上升；當(dāng)酒精發(fā)酵溫度為32 ℃時(shí)，溫度適宜，酵母菌代謝旺盛，酒精度達(dá)到最大值9.2%；當(dāng)發(fā)酵溫度在32～34 ℃之間時(shí)，溫度偏高，微生物繁殖速度加快，容易造成酵母菌早衰，酒精度下降。因此，選擇酒精發(fā)酵溫度為28，30，32 ℃進(jìn)行后續(xù)的正交試驗(yàn)。

2.1.5" 酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度的影響

酒精發(fā)酵時(shí)間對(duì)酒精度的影響見圖5。

由圖5可知，隨著酒精發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酒精度呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)酒精發(fā)酵時(shí)間在4～6 d之間時(shí)，豆渣發(fā)酵液中的糖分逐漸被轉(zhuǎn)化成酒精，酒精度持續(xù)上升；當(dāng)酒精發(fā)酵時(shí)間為6 d時(shí)，酒精度達(dá)到最大值9.0%；當(dāng)酒精發(fā)酵時(shí)間在6～8 d之間時(shí)，酒精度趨于穩(wěn)定，說明豆渣發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被完全消耗，酒精發(fā)酵6 d即可完成。考慮到時(shí)間成本，確定最佳酒精發(fā)酵時(shí)間為6 d。

2.2" 豆渣食醋酒精發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，不同的影響因素對(duì)豆渣食醋酒精發(fā)酵的酒精度影響不同，由極差R值可知，酒精發(fā)酵溫度對(duì)酒精度的影響最大，其次是豆渣干粉添加量，最后是酵母菌接種量和蔗糖添加量。由K值可知，最優(yōu)組合為A3B2C1D3，與試驗(yàn)組中最優(yōu)組合一致，說明結(jié)果較可靠。因此，最佳豆渣食醋酒精發(fā)酵工藝為豆渣干粉添加量14 g、蔗糖添加量6 g、酵母菌接種量0.4%、酒精發(fā)酵溫度32 ℃，此時(shí)酒精度達(dá)到9.8%。

2.3" 豆渣食醋醋酸發(fā)酵單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1" 醋酸菌接種量對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響

醋酸菌接種量對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響見圖6。

由圖6可知，當(dāng)醋酸菌接種量在2%～4%之間時(shí)，醋酸菌接種量過少，導(dǎo)致醋酸發(fā)酵速率較慢，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用不充分，食醋略微渾濁，醋香不夠明顯，感官評(píng)分和總酸含量均較低；當(dāng)醋酸菌接種量為4%時(shí)，食醋風(fēng)味最好，色澤鮮亮，醋香濃郁，酸味柔和，感官評(píng)分和總酸含量均達(dá)到最大，分別為82.3分和4.98 g/dL；當(dāng)醋酸菌接種量大于4%時(shí)，醋酸菌接種量過多，導(dǎo)致發(fā)酵前期醋酸菌的生長(zhǎng)繁殖消耗過多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用于產(chǎn)酸的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足，使得食醋的總酸含量偏低，酸味較淡，感官評(píng)分降低。綜合考慮，最佳醋酸菌接種量為4%。

2.3.2" 醋酸發(fā)酵溫度對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響

醋酸發(fā)酵溫度對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響見圖7。

由圖7可知，當(dāng)醋酸發(fā)酵溫度在24～30 ℃之間時(shí)，溫度偏低，醋酸菌生長(zhǎng)繁殖速率和產(chǎn)酸速率均較緩慢，食醋的酸味寡淡，略有渾濁，口感較差，感官評(píng)分和總酸含量均較低；當(dāng)醋酸發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí)，食醋整體呈黃色，澄清透亮，酸味適中，感官評(píng)分和總酸含量均達(dá)到最大，分別為79.2分和4.34 g/dL；當(dāng)醋酸發(fā)酵溫度大于30 ℃時(shí)，較高的溫度會(huì)加速醋酸菌老化，同時(shí)還會(huì)部分抑制乙醇氧化酶的活性，降低產(chǎn)酸速率，食醋的醋香不夠明顯，且伴有不良?xì)馕叮泄僭u(píng)分和總酸含量均有所降低。綜合考慮，最佳醋酸發(fā)酵溫度為30 ℃。

2.3.3" 醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響

醋酸發(fā)酵時(shí)間對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分和總酸含量的影響見圖8。

由圖8可知，醋酸發(fā)酵時(shí)間為3～5 d時(shí)，食醋的總酸快速積累，感官評(píng)分逐漸上升；當(dāng)醋酸發(fā)酵時(shí)間為5 d時(shí)，感官評(píng)分和總酸含量均達(dá)到最大，分別為81.2分和4.13 g/dL；當(dāng)醋酸發(fā)酵時(shí)間大于5 d時(shí)，醋酸發(fā)酵基本結(jié)束，繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，使得醋酸菌消耗部分有機(jī)酸，導(dǎo)致總酸含量略有下降，同時(shí)發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使食醋顏色偏深，帶有不良?xì)馕叮泄僭u(píng)分降低。綜合考慮，最佳醋酸發(fā)酵時(shí)間為5 d。

2.4" 豆渣食醋醋酸發(fā)酵響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.4.1" 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以感官評(píng)分（Y1）和總酸含量（Y2）作為響應(yīng)值，以醋酸菌接種量（A′）、醋酸發(fā)酵溫度（B′）和醋酸發(fā)酵時(shí)間（C′）3個(gè)因素為自變量，采用響應(yīng)面法進(jìn)行醋酸發(fā)酵工藝優(yōu)化，篩選出豆渣食醋醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表5，方差分析結(jié)果見表6和表7。

采用Design-Expert V8.0.6軟件對(duì)表5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合和方差分析，得到模型的二次多項(xiàng)式回歸方程：Y1=82.38-0.96A′-0.89B′-0.60C′-1.05A′B′-2.13A′C′-0.025B′C′-5.32A′2-4.02B′2-2.94C′2；Y2=4.99-0.17A′-0.27B′+0.084C′+0.10A′B′-0.093A′C′-0.17B′C′-1.1A′2-0.56B′2-0.70C′2。

由表6可知，以感官評(píng)分（Y1）為響應(yīng)值建立的回歸模型的P＜0.000 1，極顯著，失擬項(xiàng)的P＝0.129 2，不顯著，表明該模型的擬合程度很好，試驗(yàn)方法準(zhǔn)確可行。回歸方程的決定系數(shù)R2＝0.991 9，調(diào)整決定系數(shù)RAdj2＝0.981 4，可知此模型中98.14%的豆渣食醋感官評(píng)分變化來自變量A′、B′、C′。由P值可知，一次項(xiàng)中A′、B′對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響極顯著，C′對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響顯著；交互項(xiàng)中A′B′、A′C′對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響極顯著，B′C′對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響不顯著；二次項(xiàng)中A′2、B′2、C′2對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響均極顯著。由F值和顯著性水平可知，A′、B′、C′對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分的影響順序?yàn)锳′（醋酸菌接種量）＞B′（醋酸發(fā)酵溫度）＞C′（醋酸發(fā)酵時(shí)間）。

由表7可知，以總酸含量（Y2）為響應(yīng)值建立的回歸模型的P＜0.000 1，極顯著，失擬項(xiàng)的P＝0.079 4，不顯著，表明該模型的擬合程度很好，理論值和實(shí)際值偏差很小。回歸方程的決定系數(shù)R2＝0.987 8，調(diào)整決定系數(shù)RAdj2＝0.972 2，可知此模型中97.22%的豆渣食醋總酸含量變化來自變量A′、B′、C′。由P值可知，一次項(xiàng)中A′、B′對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響極顯著，C′對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響不顯著；交互項(xiàng)中A′B′、A′C′對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響不顯著，B′C′對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響顯著；二次項(xiàng)中A′2、B′2、C′2對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響均極顯著。由F值和顯著性水平可知，A′、B′、C′對(duì)豆渣食醋總酸含量的影響順序?yàn)锽′（醋酸發(fā)酵溫度）＞A′（醋酸菌接種量）＞C′（醋酸發(fā)酵時(shí)間）。

2.4.2" 各因素間交互作用分析

各因素交互作用對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面與等高線見圖9。

等高線圖的橢圓程度越大，說明各因素的交互作用越明顯；等高線越密集、響應(yīng)曲面的坡面越陡峭，說明該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響越顯著。由圖9可知，當(dāng)醋酸菌接種量（A′）、醋酸發(fā)酵溫度（B′）和醋酸發(fā)酵時(shí)間（C′）兩兩交互作用時(shí)，對(duì)豆渣食醋感官評(píng)分均有影響，但各響應(yīng)曲面坡面陡峭程度不同，等高線橢圓程度存在差異，其中A′B′、A′C′坡面極陡峭，等高線橢圓程度好；B′C′坡面較平緩，等高線趨于圓形，表明A′與B′、A′與C′的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響較大，B′與C′之間的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響較小。A′B′、A′C′、B′C′的響應(yīng)曲面上感官評(píng)分隨著A′、B′、C′的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，表明存在感官評(píng)分的最大值。

各因素交互作用對(duì)豆渣食醋總酸含量影響的響應(yīng)曲面與等高線見圖10。

由圖10可知，當(dāng)醋酸菌接種量（A′）、醋酸發(fā)酵溫度（B′）和醋酸發(fā)酵時(shí)間（C′）兩兩交互作用時(shí)，A′B′、A′C′坡面較平緩，等高線趨于圓形；B′C′坡面較陡峭，等高線橢圓程度較好，表明A′與B′、A′與C′的交互作用對(duì)總酸含量的影響較小，B′與C′之間的交互作用對(duì)總酸含量的影響較大。A′B′、A′C′、B′C′的響應(yīng)曲面上總酸含量隨著A′、B′、C′的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，表明存在總酸含量的最大值。

2.4.3" 醋酸發(fā)酵最佳工藝條件的驗(yàn)證

由Design-Expert V8.0.6軟件預(yù)測(cè)醋酸發(fā)酵最佳工藝條件為醋酸菌接種量3.84%、醋酸發(fā)酵溫度29.49 ℃、醋酸發(fā)酵時(shí)間5.02 d，此時(shí)感官評(píng)分理論值為82.532 2分，總酸含量理論值為5.038 35 g/dL。為方便實(shí)際操作，修正醋酸發(fā)酵工藝條件為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發(fā)酵溫度29.5 ℃、醋酸發(fā)酵時(shí)間5 d。按此工藝條件進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，得到實(shí)際感官評(píng)分為83.2分，實(shí)際總酸含量為5.05 g/dL，均與預(yù)測(cè)值十分接近，說明該預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確可靠。在此條件下釀造的豆渣食醋呈琥珀色，澄清透亮，質(zhì)地均勻，酸味適中，帶有濃郁的醋香和豆渣特有的豆香味。

2.5" 豆渣食醋成品理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

對(duì)豆渣食醋成品進(jìn)行理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)檢測(cè)，結(jié)果見表8。

由表8可知，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，且氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到122.4 mg/dL，高于市售普通食醋，表明該食醋含有更多的游離氨基酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。

3" 結(jié)論

本試驗(yàn)以豆渣為主要原料，經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后，接種釀酒酵母和醋酸菌進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵，通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)豆渣食醋發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，釀造出一款具有特殊風(fēng)味的豆渣食醋，并對(duì)其理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，以180 mL純凈水為基準(zhǔn)，最佳酒精發(fā)酵工藝為豆渣干粉添加量14 g、蔗糖添加量6 g、酵母菌接種量0.4%、酒精發(fā)酵溫度32 ℃、酒精發(fā)酵時(shí)間6 d，此時(shí)酒精度達(dá)到9.8%；以100 mL酒精濾液為基準(zhǔn)，最佳醋酸發(fā)酵工藝為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發(fā)酵溫度29.5 ℃、醋酸發(fā)酵時(shí)間5 d，得到的食醋感官評(píng)分為83.2分，總酸含量為5.05 g/dL，可溶性無鹽固形物含量為3.5 g/dL，氨基酸態(tài)氮含量為122.4 mg/dL，菌落總數(shù)和大腸菌群均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。豆渣食醋成品呈琥珀色，澄清透亮，質(zhì)地均勻，酸味適中，帶有濃郁的醋香和豆渣特有的豆香味，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。本研究既促進(jìn)了豆渣的深加工利用，又為豆渣食醋的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)，具有一定的應(yīng)用前景。

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