DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.014
引文格式:王成,張杰,王晗,等.液態發酵法釀造豆渣食醋工藝研究.中國調味品,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,通過液態發酵法釀造一款豆渣食醋,并探索其酒精發酵、醋酸發酵的最佳工藝條件。首先以酒精度為評價指標,通過單因素試驗和正交試驗對酒精發酵工藝進行優化。其次,以最佳酒精發酵工藝為基礎,以食醋的感官評分和總酸含量為評價指標,通過單因素試驗和響應面試驗對醋酸發酵工藝進行優化。結果表明,以180 mL純凈水為基準,最佳酒精發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%、酒精發酵溫度32 ℃、酒精發酵時間6 d;以100 mL酒精濾液為基準,最佳醋酸發酵工藝為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發酵溫度29.5 ℃、醋酸發酵時間5 d。此工藝條件下豆渣食醋的感官評分為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,氨基酸態氮含量為122.4 mg/dL,菌落總數和大腸菌群均符合國家標準。豆渣食醋成品呈琥珀色,澄清透亮,質地均勻,酸味適中,帶有濃郁的醋香和豆渣特有的豆香味,營養價值較高。
關鍵詞:豆渣;食醋;液態發酵法;酒精發酵;醋酸發酵;響應面試驗
中圖分類號:TS264.22""""" 文獻標志碼:A""" ""文章編號: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
基金項目:河南省高等學校重點科研項目(24B550022);河南省大學生創新創業訓練計劃項目(S202112746035)
作者簡介:王成(1980—),男,講師,碩士,研究方向:食品發酵技術。
*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。
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
我國是大豆生產和加工大國,在豆腐、豆漿、腐竹等豆制品制作過程中會產生大量的豆渣。豆渣中含有膳食纖維、蛋白質、脂肪、碳水化合物、氨基酸、維生素、礦物質等營養物質,還含有異黃酮、皂苷等抗氧化成分,具有很高的食用價值和開發潛力。但是豆渣顆粒較大、口感粗糙、豆腥味強烈且不易儲存,使得豆渣的利用較困難,單獨添加到食品中會使食品的品質變差,直接丟棄會造成嚴重的資源浪費和環境污染。通過微生物發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、谷物副產品、果蔬、中草藥等為原輔料,接種微生物后經糖化、酒精發酵、醋酸發酵、過濾澄清等工序制作而成的一種酸性液體調味品,用于菜肴烹飪,能夠增香提味、解腥去膻,在我國有著悠久的歷史。現代研究表明,食醋富含有機酸、氨基酸、糖類、多酚類、黃酮類、醇類、酯類、醛類、維生素和無機鹽等化合物,具有促進消化、緩解疲勞、降血糖、降血壓、預防動脈硬化、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發酵法和液態發酵法兩種,其中液態發酵法的發酵周期短、生產效率高,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醋酸菌進行液態發酵,釀造出一款油橄欖食醋,并采用單因素試驗和正交試驗優化其釀造工藝。結果表明,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%、搖床轉速170 r/min、發酵溫度31 ℃、發酵時間11 d,此工藝條件下釀造的食醋品質最好,整體呈紅棕色,澄清透亮,醋香綿長,帶有油橄欖果汁的微苦風味,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。張弛等將天麻漿進行液化處理,再采用液態發酵法釀造出一款新型天麻食醋,并對其香味成分進行分析。結果表明,當初始pH值為4.6、滬釀1.01醋酸菌添加量0.56%、發酵溫度32.6 ℃時,天麻食醋的醋酸含量最高,達到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,其中乙酸、乙酸苯乙酯、己酸乙酯、苯乙醇、對甲酚的相對含量較高,是天麻食醋的主體香味物質。
目前,采用液態發酵法釀造豆渣食醋的研究還未見報道。本研究以豆渣為主要原料,將其酶解處理后,采用液態發酵法釀造一款豆渣食醋,旨在豐富食醋種類,滿足市場需求,同時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):鄭州派尼化學試劑廠。
1.2" 主要儀器與設備
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" 浙江陸恒環境科技有限公司;101-00BS電熱鼓風干燥箱" 上海力辰儀器科技有限公司;SN-RE-2000B旋轉蒸發儀" 上海尚儀儀器設備有限公司;LS-100HG高壓蒸汽滅菌鍋" 河南領秀儀器有限公司;303-4BA恒溫培養箱、THZ-100恒溫振蕩培養箱" 上海葉拓科技有限公司;DD-6000立式離心機" 四川蜀科儀器有限公司;ZX11-UV-1000紫外分光光度計" 北京海富達科技有限公司;HH-6S恒溫水浴鍋" 上海捷呈實驗儀器有限公司。
1.3" 方法
1.3.1" 豆渣食醋釀造工藝流程
1.3.2" 操作要點
豆渣干粉預處理:挑選干燥、無結塊、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,調節混合液的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。
酒精發酵:稱取6 g蔗糖加入豆渣酶解液中,調整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,置于恒溫培養箱中,于30 ℃進行酒精發酵6 d。
過濾:將酒精發酵液用8層紗布進行過濾,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基和液體培養基。將醋酸菌種溶解后涂布于醋酸菌固體培養基上,在30 ℃條件下活化24~48 h。待長出醋酸菌后,用接種環接種至醋酸菌液體培養基中,在150 r/min、30 ℃條件下振蕩培養48 h,得到醋酸菌種子液,備用。
醋酸發酵:調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箱中,設置轉速為150 r/min、發酵溫度為30 ℃進行醋酸發酵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" 豆渣食醋酒精發酵單因素試驗設計
以180 mL純凈水為基準,設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%,酒精發酵溫度分別為26,28,30,32,34 ℃,酒精發酵時間分別為4,5,6,7,8 d,進行豆渣食醋酒精發酵的單因素試驗,探究豆渣干粉添加量、蔗糖添加量、酵母菌接種量、酒精發酵溫度、酒精發酵時間對豆渣食醋酒精發酵階段酒精度的影響。
1.3.4" 豆渣食醋酒精發酵正交試驗設計
根據豆渣食醋酒精發酵單因素試驗結果,選擇豆渣干粉添加量(A)、蔗糖添加量(B)、酵母菌接種量(C)、酒精發酵溫度(D)4個因素,進行豆渣食醋酒精發酵的四因素三水平正交試驗,正交試驗因素與水平見表1。
1.3.5" 豆渣食醋醋酸發酵單因素試驗設計
以100 mL酒精發酵濾液為基準,設定醋酸菌接種量分別為2%、4%、6%、8%、10%,醋酸發酵溫度分別為24,27,30,33,36 ℃,醋酸發酵時間分別為3,4,5,6,7 d,進行豆渣食醋醋酸發酵的單因素試驗,探究醋酸菌接種量、醋酸發酵溫度、醋酸發酵時間對豆渣食醋醋酸發酵階段感官評分和總酸含量的影響。
1.3.6" 豆渣食醋醋酸發酵響應面試驗設計
以醋酸菌接種量(A′)、醋酸發酵溫度(B′)、醋酸發酵時間(C′)為自變量,以豆渣食醋的感官評分(Y1)和總酸含量(Y2)作為響應值,設計豆渣食醋醋酸發酵的三因素三水平Box-Behnken響應面試驗,試驗因素與水平見表2。
1.3.7" 豆渣食醋的感官評價標準
以GB 18187—2000為依據,同時參照張宇的食醋感官評分表制作出豆渣食醋的感官評價標準。選擇10名食品專業學生組成感官評價小組,對豆渣食醋的色澤(20分)、香氣(30分)、滋味(30分)和狀態(20分)分別進行評分,總分100分,每個樣品重復評價3次,最終結果取平均值,豆渣食醋的感官評價標準見表3。
1.3.8" 豆渣食醋理化指標及微生物指標測定
總酸含量(以醋酸計)的測定:參照GB/T 5009.41—2003進行檢測;酒精度的測定:參照GB 5009.225—2016中的酒精計法進行檢測;可溶性無鹽固形物含量的測定:參照GB 18187—2000進行檢測;氨基酸態氮含量的測定:參照GB 5009.235—2016中的比色法進行檢測;菌落總數、大腸菌群的測定:分別參照GB 4789.2—2022、GB 4789.3—2016進行檢測。
1.3.9" 數據處理與分析
本試驗采用Office Excel 2011、OriginLab OriginPro 8.5、Design-Expert V8.0.6等軟件對數據進行處理與分析。
2" 結果與分析
2.1" 豆渣食醋酒精發酵單因素試驗結果
2.1.1" 豆渣干粉添加量對酒精度的影響
豆渣干粉添加量對酒精度的影響見圖1。
由圖1可知,隨著豆渣干粉添加量的增加,酒精度呈現先上升后下降的趨勢。當豆渣干粉添加量在6~10 g之間時,酶解后的豆渣能夠為酵母菌提供發酵底物,隨著豆渣干粉添加量的增加,酒精度持續升高;當豆渣干粉添加量為10 g時,酒精發酵最旺盛,酒精度達到9.1%;當豆渣干粉添加量在10~14 g之間時,豆渣發酵液變得較黏稠,過量的豆渣干粉會導致發酵液的含水量降低、碳氮比失調,不利于酒精發酵,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進行后續的正交試驗。
2.1.2" 蔗糖添加量對酒精度的影響
蔗糖添加量對酒精度的影響見圖2。
由圖2可知,隨著蔗糖添加量的增加,酒精度呈現先上升后下降的趨勢。酒精發酵需要適宜的糖度,酶解后的豆渣雖然能夠提供一定量的糖分,但略有不足,因此適當補充一些蔗糖更有利于發酵的進行。當蔗糖添加量在4~6 g之間時,豆渣發酵液的酒精度逐漸上升;當蔗糖添加量為6 g時,豆渣發酵液的碳氮比最適宜,酒精度達到最大值8.9%;當蔗糖添加量在6~8 g之間時,豆渣發酵液的滲透壓較高,高滲環境抑制了酵母菌的生物活性,發酵速率減慢,酒精度開始下降。因此,選擇蔗糖添加量為5,6,7 g進行后續的正交試驗。
2.1.3" 酵母菌接種量對酒精度的影響
酵母菌接種量對酒精度的影響見圖3。
由圖3可知,當酵母菌接種量在0.2%~0.5%之間時,酵母菌接種過少,發酵速度較緩慢,底物發酵不完全,酒精度較低;當酵母菌接種量為0.5%時,酒精度達到最大值9.4%;當酵母菌接種量在0.5%~0.6%之間時,過多的酵母菌會消耗掉豆渣發酵液中的糖分用于生長繁殖,不利于酒精發酵,酒精度略有下降。因此,選擇酵母菌接種量為0.4%、0.5%、0.6%進行后續的正交試驗。
2.1.4" 酒精發酵溫度對酒精度的影響
酒精發酵溫度對酒精度的影響見圖4。
由圖4可知,當酒精發酵溫度在26~32 ℃之間時,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;當酒精發酵溫度為32 ℃時,溫度適宜,酵母菌代謝旺盛,酒精度達到最大值9.2%;當發酵溫度在32~34 ℃之間時,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,選擇酒精發酵溫度為28,30,32 ℃進行后續的正交試驗。
2.1.5" 酒精發酵時間對酒精度的影響
酒精發酵時間對酒精度的影響見圖5。
由圖5可知,隨著酒精發酵時間的延長,酒精度呈現先上升后趨于穩定的趨勢。當酒精發酵時間在4~6 d之間時,豆渣發酵液中的糖分逐漸被轉化成酒精,酒精度持續上升;當酒精發酵時間為6 d時,酒精度達到最大值9.0%;當酒精發酵時間在6~8 d之間時,酒精度趨于穩定,說明豆渣發酵液中的營養物質被完全消耗,酒精發酵6 d即可完成。考慮到時間成本,確定最佳酒精發酵時間為6 d。
2.2" 豆渣食醋酒精發酵正交試驗結果
由表4可知,不同的影響因素對豆渣食醋酒精發酵的酒精度影響不同,由極差R值可知,酒精發酵溫度對酒精度的影響最大,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,最優組合為A3B2C1D3,與試驗組中最優組合一致,說明結果較可靠。因此,最佳豆渣食醋酒精發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%、酒精發酵溫度32 ℃,此時酒精度達到9.8%。
2.3" 豆渣食醋醋酸發酵單因素試驗結果
2.3.1" 醋酸菌接種量對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響
醋酸菌接種量對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響見圖6。
由圖6可知,當醋酸菌接種量在2%~4%之間時,醋酸菌接種量過少,導致醋酸發酵速率較慢,營養物質利用不充分,食醋略微渾濁,醋香不夠明顯,感官評分和總酸含量均較低;當醋酸菌接種量為4%時,食醋風味最好,色澤鮮亮,醋香濃郁,酸味柔和,感官評分和總酸含量均達到最大,分別為82.3分和4.98 g/dL;當醋酸菌接種量大于4%時,醋酸菌接種量過多,導致發酵前期醋酸菌的生長繁殖消耗過多的營養物質,用于產酸的營養物質不足,使得食醋的總酸含量偏低,酸味較淡,感官評分降低。綜合考慮,最佳醋酸菌接種量為4%。
2.3.2" 醋酸發酵溫度對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響
醋酸發酵溫度對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響見圖7。
由圖7可知,當醋酸發酵溫度在24~30 ℃之間時,溫度偏低,醋酸菌生長繁殖速率和產酸速率均較緩慢,食醋的酸味寡淡,略有渾濁,口感較差,感官評分和總酸含量均較低;當醋酸發酵溫度為30 ℃時,食醋整體呈黃色,澄清透亮,酸味適中,感官評分和總酸含量均達到最大,分別為79.2分和4.34 g/dL;當醋酸發酵溫度大于30 ℃時,較高的溫度會加速醋酸菌老化,同時還會部分抑制乙醇氧化酶的活性,降低產酸速率,食醋的醋香不夠明顯,且伴有不良氣味,感官評分和總酸含量均有所降低。綜合考慮,最佳醋酸發酵溫度為30 ℃。
2.3.3" 醋酸發酵時間對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響
醋酸發酵時間對豆渣食醋感官評分和總酸含量的影響見圖8。
由圖8可知,醋酸發酵時間為3~5 d時,食醋的總酸快速積累,感官評分逐漸上升;當醋酸發酵時間為5 d時,感官評分和總酸含量均達到最大,分別為81.2分和4.13 g/dL;當醋酸發酵時間大于5 d時,醋酸發酵基本結束,繼續延長發酵時間,使得醋酸菌消耗部分有機酸,導致總酸含量略有下降,同時發酵時間過長會使食醋顏色偏深,帶有不良氣味,感官評分降低。綜合考慮,最佳醋酸發酵時間為5 d。
2.4" 豆渣食醋醋酸發酵響應面試驗結果
2.4.1" 響應面試驗結果與方差分析
根據單因素試驗結果,以感官評分(Y1)和總酸含量(Y2)作為響應值,以醋酸菌接種量(A′)、醋酸發酵溫度(B′)和醋酸發酵時間(C′)3個因素為自變量,采用響應面法進行醋酸發酵工藝優化,篩選出豆渣食醋醋酸發酵的最佳工藝條件,響應面試驗設計及結果見表5,方差分析結果見表6和表7。
采用Design-Expert V8.0.6軟件對表5中的數據進行回歸擬合和方差分析,得到模型的二次多項式回歸方程: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,以感官評分(Y1)為響應值建立的回歸模型的P<0.000 1,極顯著,失擬項的P=0.129 2,不顯著,表明該模型的擬合程度很好,試驗方法準確可行。回歸方程的決定系數R2=0.991 9,調整決定系數RAdj2=0.981 4,可知此模型中98.14%的豆渣食醋感官評分變化來自變量A′、B′、C′。由P值可知,一次項中A′、B′對豆渣食醋感官評分的影響極顯著,C′對豆渣食醋感官評分的影響顯著;交互項中A′B′、A′C′對豆渣食醋感官評分的影響極顯著,B′C′對豆渣食醋感官評分的影響不顯著;二次項中A′2、B′2、C′2對豆渣食醋感官評分的影響均極顯著。由F值和顯著性水平可知,A′、B′、C′對豆渣食醋感官評分的影響順序為A′(醋酸菌接種量)>B′(醋酸發酵溫度)>C′(醋酸發酵時間)。
由表7可知,以總酸含量(Y2)為響應值建立的回歸模型的P<0.000 1,極顯著,失擬項的P=0.079 4,不顯著,表明該模型的擬合程度很好,理論值和實際值偏差很小。回歸方程的決定系數R2=0.987 8,調整決定系數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,一次項中A′、B′對豆渣食醋總酸含量的影響極顯著,C′對豆渣食醋總酸含量的影響不顯著;交互項中A′B′、A′C′對豆渣食醋總酸含量的影響不顯著,B′C′對豆渣食醋總酸含量的影響顯著;二次項中A′2、B′2、C′2對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′對豆渣食醋總酸含量的影響順序為B′(醋酸發酵溫度)>A′(醋酸菌接種量)>C′(醋酸發酵時間)。
2.4.2" 各因素間交互作用分析
各因素交互作用對豆渣食醋感官評分影響的響應曲面與等高線見圖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、響應曲面的坡面越陡峭,說明該因素對試驗結果的影響越顯著。由圖9可知,當醋酸菌接種量(A′)、醋酸發酵溫度(B′)和醋酸發酵時間(C′)兩兩交互作用時,對豆渣食醋感官評分均有影響,但各響應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′的交互作用對感官評分的影響較大,B′與C′之間的交互作用對感官評分的影響較小。A′B′、A′C′、B′C′的響應曲面上感官評分隨著A′、B′、C′的增加均呈現先上升后下降的變化趨勢,表明存在感官評分的最大值。
各因素交互作用對豆渣食醋總酸含量影響的響應曲面與等高線見圖10。
由圖10可知,當醋酸菌接種量(A′)、醋酸發酵溫度(B′)和醋酸發酵時間(C′)兩兩交互作用時,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′的交互作用對總酸含量的影響較小,B′與C′之間的交互作用對總酸含量的影響較大。A′B′、A′C′、B′C′的響應曲面上總酸含量隨著A′、B′、C′的增加均呈現先上升后下降的變化趨勢,表明存在總酸含量的最大值。
2.4.3" 醋酸發酵最佳工藝條件的驗證
由Design-Expert V8.0.6軟件預測醋酸發酵最佳工藝條件為醋酸菌接種量3.84%、醋酸發酵溫度29.49 ℃、醋酸發酵時間5.02 d,此時感官評分理論值為82.532 2分,總酸含量理論值為5.038 35 g/dL。為方便實際操作,修正醋酸發酵工藝條件為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發酵溫度29.5 ℃、醋酸發酵時間5 d。按此工藝條件進行3次重復試驗,得到實際感官評分為83.2分,實際總酸含量為5.05 g/dL,均與預測值十分接近,說明該預測模型準確可靠。在此條件下釀造的豆渣食醋呈琥珀色,澄清透亮,質地均勻,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及微生物指標檢測結果
對豆渣食醋成品進行理化指標及微生物指標檢測,結果見表8。
由表8可知,各項檢測結果均達到國家標準要求,且氨基酸態氮含量達到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,營養價值較高。
3" 結論
本試驗以豆渣為主要原料,經纖維素酶和果膠酶處理后,接種釀酒酵母和醋酸菌進行液態發酵,通過單因素試驗、正交試驗和響應面試驗對豆渣食醋發酵工藝進行優化,釀造出一款具有特殊風味的豆渣食醋,并對其理化指標、微生物指標進行檢測。結果表明,以180 mL純凈水為基準,最佳酒精發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%、酒精發酵溫度32 ℃、酒精發酵時間6 d,此時酒精度達到9.8%;以100 mL酒精濾液為基準,最佳醋酸發酵工藝為醋酸菌接種量3.85%、醋酸發酵溫度29.5 ℃、醋酸發酵時間5 d,得到的食醋感官評分為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,氨基酸態氮含量為122.4 mg/dL,菌落總數和大腸菌群均符合國家標準。豆渣食醋成品呈琥珀色,澄清透亮,質地均勻,酸味適中,帶有濃郁的醋香和豆渣特有的豆香味,營養價值較高。本研究既促進了豆渣的深加工利用,又為豆渣食醋的工業化生產提供了理論基礎,具有一定的應用前景。
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