芦荟苹果保健醋饮料的研制

杜国丰 朱宝伟 吴美毅等

摘要[目的] 开发研制芦荟苹果醋保健饮料。[方法]以库索拉芦荟和新鲜苹果为原料，选用果酒专用酵母菌、高效果醋菌作为发酵菌种，以摇瓶发酵法制备苹果醋，将其与新鲜脱苦脱涩芦荟汁调配，通过正交试验确定醋酸发酵和芦荟苹果保健醋饮料的最佳工艺条件。[结果]试验确定醋酸发酵的最佳条件为：酒精度7.0%（V/V）、接种量15%（V/V） 、发酵温度30 ℃、发酵时间7 d，此条件下得到的苹果醋的醋酸含量为48.8 g/L；芦荟苹果保健醋饮料的最佳工艺配方为：苹果醋添加量70%、芦荟汁添加量20%、果葡糖浆16%、柠檬酸010%，此条件下得到的芦荟苹果醋功能饮料的综合评分为95.7分。[结论] 试验研制的芦荟苹果醋保健饮料具有芦荟和苹果醋复合香味、甜酸适宜、口味醇正，且生产工艺简单，有较好的保健功能和一定的市场开发前景。

关键词保健果醋；芦荟汁；苹果汁；正交试验；配方

中图分类号S38文献标识码A文章编号0517-6611（2015）31-196-04

Study on Health Vinegar Beverage Made from Aloe Juice and Apple Vinegar

DU Guofeng， ZHU Baowei， WU Meiyi et al

（Department of Chemical Engineering， Yingkou Institute of Technology， Yingkou， Liaoning 115014）

Abstract [Objective] To develop health vinegar beverage made from aloe juice and apple vinegar. [Method] With Curacao aloe and fresh apple as raw material， using special wine yeast， high quality of vinegar bacteria， adopting shake flask fermentation method to prepare apple vinegar. The optimal technique conditions were obtained through orthogonal test. [Result] The optimal combination for acetic acid fermentation was determined by orthogonal experiments， the optimal combination was 7.0% alcohol （V/V）， the acetic acid bacteria inoculation volume was 15%（V/V）， fermentation at 30 ℃ for 7 days， under this condition， the concentration of the acetic acid of apple vinegar was 48.8 g/L.The optimal process formula of aloe apple vinegar beverage was studied by orthogonal experiments， the optimal process formula was determined to consist of 70% apple vinegar， 20% aloe juice， 16% high fructose syrup， 0.10% citric acid. The comprehensive score of health beverage made from aloe juice and apple vinegar was 95.7. [Conclusion] The health beverage has composite fragrance of aloe juice and apple vinegar with taste suitable and unique flavor. And the production process is simple， has good health care function and certain market development prospect

Key words Health vinegar； Aloe juice； Apple juice； Orthogonal experiments； Formula

受生態环境的破坏、生活节奏的加快、精神压力过大等因素的影响，现代人很容易处于亚健康状态，而人的健康取决于免疫力。芦荟含有芦荟素、芦荟酊、芦荟甘露聚糖、17种游离氨基酸、21种有机酸、矿物质、维生素等多种功能成分[1]，能改善免疫功能，防止便秘，预防结肠炎，治疗胃溃疡和十二指肠等胃疾病，降低血脂血糖，改善循环系统，增强食欲，防止消化系统的疾病[2]。可见，芦荟是开发保健食品的理想原料，它的开发迎合了现代人对天然食品、营养保健、健康养生的需求。

苹果是辽南主要水果品种之一，具有生津止渴、润肺除烦、健脾益胃、养心益气等功效[3]。近年来，以果代粮酿造的水果醋，提升了食用醋的风味和保健功能。如苹果醋是以苹果为原料，经微生物发酵而成，其颜色淡黄、澄清透明、风味清爽，具有软化血管、预防心脑血管疾病等保健作用[4]。然而现如今市场上果醋品种还比较单一，口味相对单调，而复合型果醋可以弥补其不足，越来越受到人们的青睐。笔者结合芦荟与苹果的多种生理功能，采用二者为初始原料，选用果酒专用酵母菌、高效果醋菌作为发酵菌种，以摇瓶发酵法制备苹果醋，将其与新鲜脱苦脱涩芦荟汁调配，开发研制芦荟苹果醋。该产品生产工艺简单，老少皆宜饮用，具有较好的保健功能，并具有一定的市场开发前景。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1供试原料。

鲜芦荟，市售库拉索芦荟[Aloe vera （L.）Aloe barbadensis Miller]，2年生以上。

1.1.2菌种。帝伯仕果酒专用酵母，帝伯仕果醋菌。

1.1.3主要试剂。法国进口帝伯仕果胶酶，抗坏血酸，0.1 mol/L氢氧化钠，1%酚酞指示剂，氯化钠，高锰酸钾，稀盐酸，聚乙烯吡咯烷酮（PVP），β環状糊精，柠檬酸，果葡糖浆（75%）。

1.1.4培养基。果醋菌活化培养基：葡萄糖1%、酵母膏1%、碳酸钙1.5%，115 ℃灭菌20 min，灭菌后加2%的无水乙醇。果醋菌扩大培养基：磷酸二氢钾0.05%、硫酸镁003%、酵母膏1%、麦芽糖5%，121 ℃灭菌15 min，灭菌后加5%的无水乙醇。

1.1.5主要仪器设备。

果蔬打浆机，恒温振荡培养箱，pHS3C型酸度计，高压灭菌锅，分析天平，恒温水浴锅，果酒专用酒精度计，碱式滴定管。

1.2工艺流程

1.2.1芦荟原汁的制备流程[5]。具体工艺流程见图1。

1.2.2芦荟苹果醋制作工艺流程。具体工艺流程见图2。

1.3操作要点

1.3.1芦荟原汁的制备[6]。

挑选新鲜的芦荟叶，人工漂洗清除芦荟叶表面的泥土、灰尘、微生物等。用2%的盐水浸泡20 min，除去其上的病菌、虫卵和残留的农药，接着用清水漂

洗掉表面的盐水。去掉边缘刺齿，切去基部和顶部，有黄绿

色汁液流出，将切口向下使汁液流尽，再用清水洗净。用02% NaOH 溶液45 ℃处理10 min，去除芦荟叶表皮内的大量苦味素（芦荟宁、芦荟苦素等），然后将原料放入沸水蒸汽中汽蒸3 min，破坏氧化酶的活性，去除组织中的部分气体。待冷却后，将芦荟叶放入打浆机内，同时加入0.1%抗坏血酸与0.05%柠檬酸进行打浆，可保持芦荟原有的色泽和维生素。向芦荟匀浆中加入0.1%的果胶酶，调pH 4.5，放入38 ℃恒温水浴锅中酶解1 h，期间不断搅拌以加快果胶类物质的酶解。将酶解液90 ℃恒温灭酶10 min，冷却后离心，弃沉淀，向上清液中添加0.4%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和0.4% β环状糊精对芦荟原汁进行脱苦脱涩处理，最后过滤离心得澄清芦荟原汁。

1.3.2苹果汁的制备。

挑选无机械损伤的新鲜苹果，用稀盐酸泡5 min，再用高锰酸钾清洗，流动水漂洗后去皮、取果肉，放入1%的食盐水中浸泡护色。取出切成小块，加入一半果肉体积的纯净水和0.1%抗坏血酸以保护果汁的色泽和营养价值，打浆得果汁原浆，90 ℃恒温放置10 min，钝化浆液中的各种酶，冷却后加入0.1%的果胶酶，调pH 4.5，45 ℃恒温酶解1 h，期间不断搅拌以加快果胶类物质酶解，将酶解液90 ℃恒温灭酶10 min，冷却后过滤得苹果汁。

1.3.3菌种活化。

将121 ℃灭菌30 min的无菌水50 ml 冷却至37～38 ℃，加入果酒专用酵母0.2 g，轻轻摇匀，并每隔10 min摇瓶一次，30 min后备用。

将帝伯仕果醋菌经无菌操作接入到盛有100 ml醋酸菌活化培养基的500 ml锥形瓶中，30 ℃、150 r/min振荡培养96 h进行果醋菌的活化。取活化菌液2 ml接入到盛有100 ml扩大培养基的500 ml锥形瓶中，32 ℃、150 r/min下培养48 h备用。

1.3.4酒精发酵。

将“1.3.2”中的苹果汁还原糖含量调整为13%，将其分装于500 ml锥形瓶中（装液量为100 ml），90 ℃灭菌10 min，冷却至30 ℃。将果酒专用酵母活化液按05%接种量接种到上述苹果汁中，在恒温振荡培养箱中150 r/min，32 ℃进行酒精发酵培养，定时测定发酵液中酒精含量，至酒精度不再明显升高时停止发酵。

1.3.5醋酸发酵。

调整“1.3.4”中果酒发酵液的酒精含量，分装于500 ml锥形瓶中（装液量为100 ml），80 ℃水浴中灭菌10 min，按正交试验设计方案接入果醋菌（菌液含菌数为2×107 CFU/ml），在恒温振荡培养箱中150 r/min，32 ℃进行醋酸发酵培养，发酵结束后测定发酵液中总酸含量（按醋酸含量计）。

1.3.6灭菌离心。

将醋酸发酵后的发酵液置于沸水浴中10 min灭菌，冷却后离心，得苹果醋粗品。

1.3.7调制 。

将苹果醋粗品与芦荟原汁、果葡糖浆、柠檬酸按各种配比进行调制、混匀，得芦荟苹果醋饮料。

1.3.8罐装、灭菌、成品。

将调制好的芦荟苹果醋饮料装入罐内，压盖封口后，放入灭菌锅中，100 ℃水温下灭菌15 min，冷却至室温即得成品。

1.4试验方案设计

1.4.1苹果汁酒精发酵最佳时间的确定。

苹果汁经酵母菌发酵，其中的糖类物质会转化成乙醇，定时测定其中的乙醇含量，将乙醇含量不再明显变化的时间确定为苹果汁酒精发酵的最佳时间。

1.4.2醋酸发酵工艺条件的确定。

在前期单因素试验结果基础上，选取酒精发酵后发酵液中酒精含量、果醋菌接种量、发酵温度、发酵时间4个因素，按照表1进行正交优化试验，以试验终止时发酵液中所产生的总酸量（以醋酸计）为评价指标，采用极差分析法确定最优醋酸发酵工艺条件。

1.4.3芦荟苹果醋功能饮料的最佳配方工艺的确定。

苹果醋、芦荟汁、果葡糖浆、柠檬酸添加量的多少直接影响饮料的口感和风味，只有合理的配方和调配工艺才能使芦荟汁天然饮品有良好的风味。综合单因素试验的结果，每因素设3水平（表2），选用L9（34）正交试验设计表进行试验，确定四者之间的最佳配比，优化芦荟苹果醋功能饮料的配方，使调制成的果醋饮料既无刺激性的醋酸味，又无较浓的芦荟味，具有柔和的复合香味。

安徽农业科学2015年

1.5指标测定

总酸量（以醋酸计，g/L）：酸碱滴定法[7]；

酒精度（V/V）的测定：采用蒸馏后酒精度计测定法[8]；

pH：酸度计测定；

还原糖含量：DNS比色法；

感官评定：依据产品口感、状态、色泽、香气等感官综合评定，采用百分制计分，感官评定标准见表3。

较好，酸甜较适度，酸味柔和较细腻，口味相对较淡，无明显异味30～35

差，酸甜比例一般，味淡、有较浓的芦荟涩味<30

状态澄清透明、静置无沉淀、摇动无悬浮物20～25

（25分）澄清较透明、静置有些许沉淀、摇动有轻微悬浮物15～20

澄清度差，浑浊状，有明显悬浮物<15

色泽淡绿色或黄绿色，光泽度好15～20

（20分）棕黄色，有一定的光泽度10～15

黄褐色、较暗，光泽度较差<10

香气（15分）香气醇正，有芦荟的清香和苹果的果香以及复合果醋的复合醋香10～15

香气相对醇正，芦荟清香味较淡，果醋的醋香有些许刺鼻5～10

香气较差，有明显的刺激性气味，几乎闻不到芦荟的清香味<5

2结果与分析

2.1发酵时间对苹果汁酒精发酵的影响

对苹果汁进行持续96 h酒精发酵培养，从第2天起每隔12 h测定发酵苹果汁的酒精度，其变化情况见图3。从图3中可以看出，酒精发酵过程中，酵母菌逐渐将葡萄糖转化为乙醇，此过程中酒精度逐渐上升，酒精发酵48 h后酒精度上升最快，72 h后酒精度上升趋于平缓。

2.2醋酸发酵工艺条件正交试验结果

按4因素3水平的正交试验设计方案，安排了9个处理组合进行醋酸发酵（每个处理3个平行样），测定的各处理的醋酸产量与极差分析结果见表4。由表4可知，发酵工艺条件中影响醋酸发酵总酸量的主次因素排序依次为A、B、C、D，即初始酒精含量是影响醋酸发酵总酸产量的主要因素，酒精是醋酸菌繁殖代谢的主要营养物质。从试验结果可以看出，在酒精含量7%时醋酸菌的生长和代谢较旺盛，醋酸发酵总酸产量较大；其次是醋酸菌接种量，接种量的多少会影响醋酸菌的发酵周期，适当增加醋酸菌的添加量，可以缩短醋酸发酵周期，并减少了杂菌污染的机会；再次是发酵温度，发酵温度过低不利于醋酸菌的生长，产酸也低。醋酸发酵温度过高会造成部分乙酸被氧化，菌体老化加快，导致发酵液总酸含量下降；最后是发酵时间的影响，在接种量足够的情况下，醋酸发酵迅速，时间影响较小。根据醋酸发酵正交试验极差分析结果可知，利用帝伯仕果醋菌发酵苹果汁产酸的最佳条件为A3B3C2D3，即酒精度为7.0%（V/V）、接种量为15%（V/V）、发酵温度为30 ℃、发酵时间为7 d。以此组合开展验证试验，获得的苹果醋的醋酸含量为4.88 g/L，故以此作為后续试验苹果醋的发酵条件。方差分析显示，因素A（酒精含量）各水平对总酸产量的影响达到非常显著水平（FA=7.409>F0.05=5.143），因素B（接种量）各水平对总酸产量具有一定影响，但未达到显著水平（F0.1=3.463>FB=1.793>F0.25=1.762），说明初始酒精含量是帝伯仕果醋菌发酵苹果汁产酸的主要因素，该试验中7.0%的初始酒精含量为果醋菌发酵产酸的最佳酒精添加量。FC=0.204 3，FD=0.110 2，F误差=0.110 2，F修正误差=0.141 6。

2.3芦荟苹果醋功能饮料的最佳配方工艺条件正交试验结果

按照“1.4.3”的设计方案，得到芦荟苹果醋功能饮料配方工艺的正交试验结果（表5）。从表5可以看出，7号试验调制成的芦荟苹果醋饮料综合得分92.5分，为最高，具有苹果醋和芦荟汁复合醋香味、酸甜适宜。通过极差分析可以看出，影响感官评分的因素排列顺序为F、E、H、G，从正交试验的极差分析结果得出最佳配方工艺为E3F1G3H2，即苹果醋添加量70%（醋酸发酵最佳发酵条件A3B3C2D3下所得苹果醋）、芦荟汁添加量20%、果葡糖浆16%、柠檬酸0.10%，上述百分比除柠檬酸为质量分数外，其余均为体积分数。按此配方进行验证试验，得到的芦荟苹果醋功能饮料的综合评分为95.7分。

方差分析显示，E（苹果醋添加量）和F（芦荟汁添加量）2个因素各水平对芦荟苹果醋功能饮料的综合评分影响较大。其中F（芦荟汁添加量）的影响达到了非常显著的水平（F>F0.01），添加量大芦荟味较浓、味道不柔和，添加量小醋味太浓、闻不到芦荟的清香；E（苹果醋添加量）的影响也达到了显著的水平（F>F0.1），说明苹果醋和芦荟汁的添加量为感官评分的主要影响因素，它们添加量的不同对芦荟苹果醋功能饮料口感影响比较大。

2.4芦荟苹果醋成品质量

2.4.1感官指标。

色泽：芦荟苹果醋产品呈浅绿色或黄绿色，光泽度好。

香气：芦荟苹果醋具有芦荟和苹果醋的复合香味，香气醇正。

口感：甜酸爽口，酸味柔和细腻，清香绵长醇厚，口感滑润丰实，无苦涩等异味。

状态：外观稳定，澄清透明，无悬浮物及沉淀物。

2.4.2微生物指标。

细菌总数≤10 000 个/ml，大肠菌群≤40 个/ml，致病菌不得检出。

3讨论

南京中医药大学2002年对库拉索芦荟制作的饮料进行了药理毒理试验（LD50、蓄积毒性、最大耐受量），结果发现，小鼠生长状况均显示正常，对小鼠解剖观察，其脏器无不良病变。说明库拉索芦荟饮料安全无毒、无副作用，可以放心饮用[9]。

该研究选用的果葡糖浆，对果醋饮料色、香、味的调制均优于蔗糖。在芦荟苹果醋饮料中加入甘薯果葡糖浆，还可避免因食用蔗糖而引起的血管硬化、身体发胖等。

芦荟原汁本身味道较苦涩，选用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与β环状糊精，吸附和包埋苦味物质（芦荟宁、芦荟苦素等），芦荟所含总黄酮和总蒽醌类有机物损失小。将脱苦脱涩的新鲜芦荟汁加入到苹果醋中，调制成的芦荟苹果醋功能饮料酸味柔和细腻，清香绵长。

2003年南昌大学朱志怀采用向添加了一定糖分的芦荟汁中接种酵母菌进行发酵的方法生产低酵度的饮料，得到的产品具有或浓或淡的臭味，口感不适，失去了芦荟的清爽幽香味。该研究将新鲜芦荟汁添加到发酵好的苹果醋中，通过调制得到口感醇正的功能果醋饮料[10]。

由于芦荟叶中富含果胶质和其他植化成分，为了提高产品的稳定性，可加入羧甲基纤维素钠与海藻酸钠进行小试，确定最佳添加量，使得芦荟苹果醋的成品具有较好的稳定性、流动性、透明度[11]。

芦荟苹果醋作为一种新型保健品，其有效成分含量需进一步进行定量分析。

参考文献

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