李敏杰 熊亚 刘张义
摘要:以余甘子(Phyllanthus emblica L.)为主要原料通过液态发酵方法酿制余甘子果醋。利用正交试验方案对余甘子果醋发酵过程中的主要影响因子进行分析,确定最佳工艺条件为醋酸菌接种量1.0%
(m/m,下同),初始酒精添加量7%(m/m,下同),发酵时间8 d,发酵温度35 ℃。其中醋酸菌接种量对酿制余甘子果醋影响最大。
关键词:余甘子;果醋;液态发酵;正交试验
中圖分类号:S667.9;TS275.4文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)16-3365-03
Study on the Processing Technology of Phyllanthus emblica L. Vinegar
LI Min-jie1,2,XIONG Ya1,2,3,LIU Zhang-yi1
(1. Department of Biological and Chemical Engineering, Panzhihua University, Panzhihua 617000, Sichuan,China;
2. Engineering Center of Characteristic Biological Resources of Panzhihua Dry-hot Valley, Panzhihua 617000, Sichuan,China;
3. Resources and Envionment College, Sichuan Agricultural University, Yaan 625000, Sichuan,China)
Abstract: Phyllanthus emblica L. was used as raw material to produce vinegar by liquid-state fermentation. Orthogonal test was adopted to analyze the main factors affecting the fermenting process. The optimum technological parameters were obtained as follows, inoculation amount of acetic bacteria, 1.0%(m/m); original amount of ethanol, 7%(m/m), time of fermentation, 8 d; fermentation temperature, 35 ℃, among which inoculation amount of acetic bacteria had significant effect.
Key words: Phyllanthus emblica L.; vinegar; liquid-state fermentation; orthogonal test
余甘子(Phyllanthus emblica L.)又名“油甘”、“望果”、“余甘果”等,在我国栽培利用约有1 800年的历史,广泛分布于云南、贵州、四川、福建、广东、广西等南方地区[1]。余甘子风味独特,先酸涩,食后甘甜爽口,余甘子营养丰富,含有12种维生素、16种微量元素、18种氨基酸、有机酸、蛋白质、糖类等,其中维生素C含量甚高,每百克果肉含470~680 mg,最高达1 814 mg,平均含量是柑橘的100倍、苹果的160倍、猕猴桃的3~5倍,在水果中仅次于刺梨而位居第二[2]。
食醋是人们日常生活中不可缺少的重要调味品[3],我国余甘子资源丰富,其相应的制品也比较多,而很具市场潜力的余甘子果醋的生产还很少,技术也还不成熟[4]。故对余甘子果醋的研究,不仅可以弥补国内目前在这方面的不足,而且可以更加充分地利用我国的余甘子资源,推动盛产余甘子的西南地区的经济发展,提高西南地区的人均收入。
1材料与方法
1.1材料
余甘子,购自四川省攀枝花市米易县;安琪高活性干酵母,购自安琪酵母股份有限公司;沪酿1.01,购自上海佳民酿造食品有限公司。
1.2仪器
101型电热鼓风干燥箱,北京中兴伟业仪器有限公司;RH-250-2振荡培养箱,广东省医疗器械厂;DS-200高速组织捣碎机,江苏江阴市科研器械厂;高压灭菌锅,四川新德机械有限公司;WY7-J糖度计,成都豪创光电仪器有限公司;ZK-82A电热真空干燥箱,上海实验仪器厂有限公司;SW-CJ-1C 超净工作台,苏州净化设备有限公司;303A型电热恒温培养箱,沪南电炉烘箱厂;电热恒温水浴锅,山西省文水县医疗器械厂;JAl2002电子天平,上海天平仪器厂;PHS-3B型精密pH计,上海圣科仪器设备有限公司;显微镜,南京江南永新光学有限公司。
1.3试验流程
余甘子→选料→清洗→去皮→热烫→去核→破碎→打浆→果胶酶及SO2处理→静置→粗滤→余甘子原汁→糖酸调整→酒精发酵→澄清、过滤→醋酸发酵→余甘子原醋。
1.4操作要点
选料、清洗:挑选出原料中的腐烂果和杂质,清水洗净后沥干备用。
去皮:余甘子果在0.025~0.040 g/mL的NaOH溶液中处理20~40 s,碱液温度70~80 ℃,待果皮变成黑褐色后立即捞出,用大量清水冲去腐蚀掉的果皮屑,再用清水漂洗20~40 min,漂洗液中可放入0.003~0.005 g/mL的NaHSO3及适量NaCl护色及脱苦。
热烫、去核:用100 ℃蒸汽处理1.5~2.0 min,立即用冷水喷淋,在果坯表面用小刀纵剖一裂痕即可剔出果核。
破碎、打浆:原料用破碎机破碎成3~5 mm的果块后,按果块重加入4~5倍的清水进行打浆。
果胶酶及SO2处理:用去离子水配制5%(m/m,下同)的果胶酶液及0.000 25 g/mL的NaHSO3溶液,再按浆体重的0.1%添加果胶酶液,按每升浆体添加120~150 mg SO2配置NaHSO3溶液,搅拌均匀,密闭静置3~6 h后进行粗滤。
糖酸调整:采用一次加糖法将浆液糖度调至20%~25%(可添加适量蜂蜜,用量为总糖质量的10%左右)并使之完全溶解,pH值控制在3.5~4.0(酸度为1.0~1.1 g/100mL)。
酒精发酵:先将活性干酵母配成12%~15%(m/m,下同)浓度的酵母液,在酵母液中加入2%~5%(m/m,下同)的蔗糖,搅拌混匀后,按每1kg浆体重加100 mg酵母的比例加入到调整好糖酸比的余甘子汁液中,充分混和均匀,在发酵罐中密闭发酵,发酵液温度控制在15~20 ℃,发酵时间8~12 d。发酵期间应尽量减少酒体与空气的接触面,以避免杂菌侵入。
醋酸发酵:酒精通过醋酸菌氧化为乙酸,供氧量对醋酸的生成非常重要[5],在摇瓶发酵过程中,采用80 mL/250 mL的装液量,在100 r/min、30 ℃进行摇瓶发酵,直到酸度不再上升,再加入0.02 g/mL NaCl将醋酸菌杀死终止反应[6]。
1.5正交试验
为了确定余甘子果醋发酵最佳工艺条件,以发酵温度、发酵时间、初始酒精添加量和醋酸菌接种量4个因素进行四因素三水平的正交试验[7],最终以发酵液中的醋酸含量为验证指标,正交设计见表1。
1.6分析检测方法
总酸:酸碱滴定法;还原糖:直接滴定法;总糖:菲林间接法;酒精:蒸馏法;氨基态氮:甲醛法;挥发酸:蒸气蒸馏法;亚硫酸:蒸馏法;pH值:pH计;可溶性固形物:手持糖量仪[8]。
2结果与分析
2.1发酵正交试验分析
由正交试验结果(表2)及方差分析可知,余甘子果汁发酵果醋的醋酸发酵最佳工艺条件为A3B2C3D3,影响因素的显著程度大小为B>D>A>C,即醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响最大,发酵温度和发酵时间对醋酸发酵影响次之,初始酒精添加量在其设定范围内对醋酸发酵影响较小,最佳工艺条件为醋酸菌接种量为1.0%(m/m,下同),初始酒精添加量为7%(m/m,下同),发酵时间为8 d,发酵温度为35 ℃;4个因素各水平对醋酸发酵影响差异不显著。
2.2余甘子果汁发酵果醋醋酸最佳工艺的验证试验
由于从正交试验得到的最佳工艺条件组合(A3B2C3D3)并未包括在正交表的9个试验内,为了进一步确定结果,将最佳工艺条件组合(A3B2C3D3)和正交表中的最佳工艺条件组合(A3B2C1D3)进行验证试验,以最后发酵液中的醋酸含量为验证指标,验证结果见表3。
由上表可以看出,最佳工艺条件组合的发酵液醋酸含量为5.10 g/100 mL,正交表中的最佳工艺条件组合的醋酸含量为4.97 g/100 mL,由此可以证明余甘子果汁醋酸发酵的最佳工艺条件组合为A3B2C3D3。
2.3成品质量分析
根据试验所确定的工艺生产的余甘子果醋饮料,常温贮存半个月后对饮料进行测定,测定产品各项指标如下。
2.3.1感官指标余甘子果醋饮料澄清透明,无沉淀,呈淡琥珀色,色泽鲜艳,有浓郁的果香和醋香,酸味柔和,无涩味和其他异味。符合产品质量标准。
2.3.2理化指标由表4可见果醋的各项理化指标符合产品质量标准。
2.3.3微生物指标由表5可见果醋的各项卫生指标符合我国食醋的卫生标准。
3结论
通过余甘子液体发酵果醋的正交试验和验证试验,对发酵液中的醋酸含量的测定,确定了余甘子液态发酵余甘子醋的最佳工艺条件为醋酸菌接种量1.0%,初始酒精添加量7%,发酵时间8 d,发酵温度35 ℃。其中醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响最大。其次是发酵温度和发酵时间,最后是初始酒精添加量。醋酸菌接种量对醋酸发酵结果的影响是因为接种量太小时,菌数增长缓慢,会延长发酵周期,降低生产效率;而接种量过大时,菌种生长过于旺盛,导致菌种提前衰老,且消耗大量的营养物质,降低原料的转化率,造成成本的提高。只有在一定范围内,适当增加发酵菌种接种量,才可以既缩短延迟期,减少发酵液被污染的概率,又提高产酸的速度和产品的质量。发酵温度直接影响到醋酸菌的生长繁殖速度和产酸速度,在一定范围内温度越高产酸速度和产酸量都较高。
所得余甘子果醋饮料澄清透明,无沉淀,呈淡琥珀色,色泽鲜艳,有浓郁的果香和醋香,酸味柔和,無涩味和其他异味,并且符合产品质量标准。
参考文献:
[1] 李佑稷,杨谷良.余甘子饮料的工艺研究[J]. 食品工业科技,2003,23(10):59-61.
[2] 黄美娥,高中松,张羽,等. 余甘子饮料的研制[J]. 食品与发酵工业,2006,32(2):141-143.
[3] 董玉新, 郭德智. 果醋开发及果醋工艺研究[J]. 新产品,2001, 7(2):123-125.
[4] 吴朝霞,金螺, 张悦. 国内外保健醋生产的发展状况及展望[J]. 沈阳农业大学学报,2001,32(2):155-158.
[5] 赵德安. 现代科技与传统工艺相结合提高食醋质量[J]. 中国酿造,2003(5):1-4.
[6] 谢婷婷,辛广,张博,等. 南果梨果醋发酵工艺研究[J]. 中国酿造,2010(3):163-166.
[7] 明道绪. 生物统计附试验设计[M]. 北京:中国农业出版社,2004.
[8] 王爱静,杨凤华,黄永庆. 手持糖量仪测定饮料总糖的应用[J]. 浙江预防医学,1996,8(3):60-62.