红茶菌发酵玫瑰花醋工艺优化及品质分析

侯颖辉，李德文，罗莉斯，王少铭，冷家归，李晋华

(贵州省香料研究所/油料研究所，贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】玫瑰花瓣中含有酚类、鞣质、糖、多糖、花青素、维生素C、生物碱等多种营养物质[1]，具有美容养颜、抗菌抗衰的功效。玫瑰的利用多以精油提取为主，但贵州属中国亚热带高原季风湿润气候，光照条件差，降雨日数多，相对湿度大，从而导致玫瑰精油含量较低。食用玫瑰花瓣可以更加充分地利用其营养价值，故贵州生产的玫瑰花多以食品加工为主。玫瑰花醋是以食用玫瑰花瓣和白砂糖作为主要原料进行发酵的一种新型醋饮料，探明其最佳工艺及品质对食用玫瑰产业在贵州的发展具有重要现实意义。【前人研究进展】红茶菌是由醋酸菌、酵母菌和乳酸菌等多种微生物共同构成的混合发酵液[2-3]，其中含有葡萄糖酸、醋酸、葡萄糖、果糖、蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素、茶多酚、咖啡因、乙醇和二氧化碳等多种营养成分[4-5]，具有抗菌[6-7]、护肝[8]、降血压[9]等功效。另外，红茶菌发酵液具有较强的抗氧化能力，其清除 DDP自由基的能力高达90%[10]；添加枸杞、金银花的红茶菌发酵饮料可以提高小鼠免疫力[11]。目前，红茶菌发酵饮料品种不断增加，且工艺优化研究报道较多，如王冬梅等[12]对酶法红薯糖浆红茶菌发酵饮料工艺进行了研究；王伟玲等[13]对滁菊红茶菌发酵饮料制作工艺进行了研究；王柳玲[14]等对荔枝果汁红茶菌发酵工艺条件进行了探讨。【研究切入点】玫瑰花醋集合了玫瑰的美容养颜和醋的保健功效，非常有益于人体健康，玫瑰的芳香又为饮料增添独特的风味。但目前未见以红茶菌为发酵菌株制作玫瑰花醋饮料的研究。【拟解决的关键问题】以贵州种植的紫枝玫瑰为原料，以红茶菌为发酵菌株进行玫瑰花醋发酵工艺优化，以期为红茶菌及食用玫瑰花的优化利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜玫瑰花瓣于4月中旬10：00前采自贵州省农业科学院内香料研究所资源圃，红茶菌和白砂糖均为市购。仪器设备包括超净工作台(扬州净化设备有限公司)、高压蒸汽灭菌锅(上海博讯实业有限公司)、发酵罐(济南尊皇设备有限公司)和气相-质谱仪(安捷伦)。

1.2 方法

1.2.1 发酵工艺

1.2.2 单因素试验

1)花瓣添加量。新鲜玫瑰花瓣添加量设为0、2%、5%、8%和11%，白砂糖添加量8%，红茶菌发酵母液10%，充分混匀后置于30℃条件下发酵7 d进行感官评价。

2)菌液添加量。红茶菌母液接种量设为5%、10%、15%、20%和25%，白砂糖添加量8%，玫瑰花瓣添加量2%，充分搅拌后于30℃发酵7 d进行感官评价。

3)糖添加量。白砂糖添加量设为0、4%、7%、10%和14%，玫瑰花瓣添加量2%，红茶菌发酵母液添加量10%，充分搅拌后于30℃发酵7 d进行感官评价。

4)发酵温度。发酵温度设为25℃、28℃、30℃、32℃和35℃，玫瑰花瓣添加量2%、白砂糖添加量8%、接菌量10%，新鲜玫瑰花瓣、白砂糖和红茶菌发酵母液充分混合后分别于设置的温度下发酵7 d后进行感官评价。

1.2.3 正交试验 在单因素试验的基础上以玫瑰花添加量、菌液量、白砂糖添加量和发酵温度进行L9(34)正交试验，试验因素及水平见表1。

表1 正交试验因素与水平

1.2.4 感官评价 由8位评价人员组成评价小组对样品进行感官评价并打分，感官评价主要包括色泽、口感、香气、透明度和风格几个方面，分为很好(91～100分)、好(81～90分)、一般(61～70分)、较差(51～60分)、差(≤50分)5个等级。

1.2.5 香气成分、总酚及总酸分析 选择发酵3 d、7 d、11 d的玫瑰醋饮料采用顶空-固相微萃取-气相-质谱法对玫瑰醋饮料香气成分进行检测。气相条件：进样口温度为290℃，色谱柱为HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气(He)为1.0 mL/min。色谱柱程序升温：初温60℃保持3 min，然后以6℃/min的速度从60℃升至220℃，保持5 min。按照福林酚法检测样品中总酚含量，按照酸碱滴定法检测样品中总酸含量(以乙酸计)。

1.2.6 灭菌温度 分别采用60℃、70℃、80℃、90℃、100℃对发酵液灭菌15 min，检测其室温保存期间感官指标及微生物含量变化。

1.3 数据处理

采用Excel 2010和DPS数据处理系统进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素条件下玫瑰花醋发酵液的感官质量

从图1看出，不同因素下玫瑰醋发酵液的感官质量有一定的差异，均表现为随着各因素添加量的增加评分呈先升高后降低趋势。1)玫瑰花瓣添加量中，发酵液感官评分以添加量为5%的最高，与其他添加量间差异达显著水平；其次是添加量为2%和8%的，两者间差异不显著，均显著高于零添加和添加量为11%；添加量为11%的评分最低。2)菌液添加量中，感官评分以15%的最高，与添加量20%间差异不显著，均显著高于其他添加量。3)不同糖添加量中，感官评分以10%的最高，其次是添加量14%，两者间差异不显著均与剩余处理组间差异显著；添加量为1%的口感最差，评分最低。4)不同发酵温度中，温度为30℃的感官评分显著高于其他发酵温度，其次是28℃和32℃，两者间差异不显著，均显著高于剩余处理。

注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 玫瑰花醋饮料的优化发酵工艺参数

根据玫瑰醋饮料的正交试验的感官评分(表2)及极差分析结果(表3)，影响感官评价的各因素主次顺序为花瓣添加量>菌液接种量>发酵温度>加糖量，玫瑰醋发酵液的最优组合为A2B2C3D2，即玫瑰花瓣添加量为5%，接菌量15%，白砂糖添加量为10%，30℃发酵7 d的效果最佳。

表2 正交试验各处理的感官评分

表3 正交试验各处理感官评分的均值与极差

2.3 玫瑰花醋饮料的品质

2.3.1 香气成分 由表4可知，玫瑰醋香气中主要成分为醇类、酯类和酸类，3种成分占总成分的80%以上。部分成分与玫瑰精油中的成分相同，如芳樟醇、香叶醇、橙花醇、α-松油醇、香茅醇、苯乙醇等[14]。部分则经过氧化或酯化后以酸或酯类形式存在。发酵前期以醇类物质为主，随着发酵时间的延长样品香气成分中酸类物质和酯类物质的种类和含量明显增加，酯类物质的增加使玫瑰醋饮料的风味更丰富。

表4 玫瑰花醋样品中香气成分及含量

2.3.2 总酚及总酸含量 由表5可知，随着发酵时间延长总酚含量呈先增加后降低趋势，总酸含量则逐渐增加，而酸度过大会导致饮料口感酸涩不佳，结合总酚含量变化，发酵7 d时样品感官评价最佳，这也与正交试验结果吻合。由于微生物对酸有一定的耐受性，发酵液中乙酸的含量并不会无限增加，当达到一定的pH值时则会抑制微生物的生长从而减少乙酸的产生。

表5 玫瑰花醋样品的总酚和总酸含量

2.4 灭菌温度

从图2看出，玫瑰花醋样品感官品质随着灭菌处理温度升高逐渐下降，当温度高于90℃时下降迅速，因为高温使得发酵液中的营养成分被破坏，部分香气成分也随之挥发。沉淀产生的时间随着灭菌温度升高而延长，70～80℃时沉淀明显上升，原因是发酵液在高温处理之前存在大量酵母菌和醋酸菌，低于80℃时少量温度敏感性微生物被杀死，但仍然存在大量微生物，80℃处理后大量微生物被杀死，90～100℃时益生菌几乎被杀死。故80℃处理15 min的灭菌效果最佳，不仅能够保持发酵液风味不被破坏，保留部分益生菌，而且有效延长产品的保质期，室温放置38 d其感官不会发生明显变化，亦未产生沉淀。

图2 不同温度处理玫瑰花醋的感官品质

3 讨论

红茶菌发酵饮料发酵过程中接种量、糖添加量、花瓣添加量及发酵温度等都对其品质产生一定的影响。研究结果表明，红茶菌发酵玫瑰花醋的最优工艺为玫瑰花瓣添加量5%，接菌量15%，白砂糖添加量10%，30℃发酵7 d。玫瑰花醋的香气成分主要为醇类、酯类和酸类，3种成分占总成分的80%以上，与其他果醋饮料[10]产品相比含有玫瑰的特殊香气，如芳樟醇、香叶醇、橙花醇、α-松油醇、香茅醇[11]，部分则经过氧化或酯化后以酸或酯类存在。通过3个样品香气成分对比发现，发酵前期以醇类物质为主，随着发酵时间的延长样品香气成分中酸类物质和酯类物质的种类和含量明显增加，酯类物质的增加使得玫瑰醋饮料的风味更佳丰富。另外，玫瑰花醋中总酚含量明显高于苹果醋[15]等其他果醋饮料产品，因酚类具有还原性也间接验证了红茶菌发酵液具有较强的抗氧化能力[16]。在一定范围内，随着发酵时间的延长总酸含量随之增加。

4 结论

红茶菌发酵玫瑰花醋的最佳发酵工艺为玫瑰花瓣添加量5%，接菌量15%，白砂糖添加量10%，30℃发酵7 d左右的效果最佳，且80℃处理15 min能够在保持发酵液风味不被破坏的基础上有效延长产品的保质期。红茶菌发酵玫瑰花醋的香气成分中含有与玫瑰精油相同的花香成分。