沙棘山楂复合果醋酿造工艺及降糖效果研究

梁文珍，崔东波，孙 佳，苑广志，刘嘉琳

（辽宁农业职业技术学院，辽宁 营口 115009）

沙棘、山楂均是辽宁盛产的药食同源型水果，二者不仅营养丰富，还具有相近的生理功效，都有抗氧化、防衰老、降低胆固醇、软化血管、防止动脉硬化、健胃消食、活血化瘀、增强免疫力等作用[1-4]，尤其是二者均含有槲皮素等降糖功能因子，具有保护胰岛细胞、增加胰岛素分泌、降低血糖的生理功效[5-8]。沙棘和山楂虽然口感酸涩，不适宜大量鲜食，然而都具有很好的加工特性，是加工保健品的很好原料。

以沙棘、山楂为原料，经发酵酿造制得复合果醋，既含有沙棘和山楂的药理成分，又具有食醋的保健功效。经验证该果醋在饭前服用，有明显的降糖效果，可以作为Ⅱ型糖尿病人的特膳饮品。该产品的开发为沙棘、山楂开辟新的加工途径，为老年人和糖尿病人提供一种优质的保健食品，也可以作为大众调味品。

1 材料与方法

1.1 试验材料和设备

1.1.1 试验材料

沙棘：采自辽宁省朝阳市建平县；山楂：采自辽宁农业职业技术学院教学基地，品种为金星；葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；醋酸菌（干）：济宁玉园生物科技有限公司；果胶酶：天津市利华酶制剂厂；碳酸钙（分析纯）：上海泗联化工厂有限公司；蔗糖、柠檬酸：食品级，市售。

1.1.2 设备

VP30型榨汁机：北京莱伯泰科仪器股份有限公司；BS210S型电子天平：北京赛多利斯科学仪器有限公司；RHB-02手持糖度计：上海奋业光电仪器有限公司；PHS-3B型精密pH计：上海雷诺仪器厂；JLM-02膜过滤机：烟台帝伯仕自酿有限公司；HH-M4恒温水浴锅：上海赫田科学仪器有限公司；LWGY酒精浓度计：广州铭睿电子科技有限公司；SPX-150B-Z型生化培养箱：上海博迅实业有限公司；打浆机：飞利浦珠海有限公司；高速离心机：北京医用离心机厂；752型紫外分光光度计：上海光谱仪器有限公司。

1.2 酿造工艺

1.2.1 工艺流程

1.2.1.1 沙棘汁制取工艺流程

新鲜沙棘→冻藏→清洗→解冻→破碎打浆→离心分离→沙棘汁。

1.2.1.2 山楂汁提取工艺流程

新鲜山楂→挑选→清洗→破碎→酶解→榨汁过滤→山楂汁。

1.2.1.3 沙棘、山楂复合汁加工工艺流程（图1）

图1 沙棘、山楂复合汁加工工艺流程图

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 沙棘汁制取

选择新鲜成熟的沙棘，剔除腐烂霉变果，在-18℃以下的温度下冻藏，加工前取出，清洗解冻，破碎打浆，离心分离，制得沙棘果汁备用[9]。

1.2.2.2 山楂汁制取

挑选成熟无腐烂的新鲜山楂，清净后控干水分，破碎成0.3 cm～0.4 cm小块，加入与果重等量的清水，加热煮沸，然后冷却至35℃，加入占果块重0.05%的果胶酶，在35℃左右温度下保温3.5 h后压榨取汁过滤，制得山楂汁备用[10]。

1.2.2.3 果汁混合、成分调整

按1∶1比例将沙棘汁和山楂汁混合，然后调整成分。加糖将果汁糖度调到16%，用碳酸钙调整酸度，将pH调整到3.8。

1.2.2.4 酒精发酵

将调整好成分的果汁倒入发酵罐中，按果汁重的0.02%称取葡萄酒活性干酵母，然后进行活化（参考1.3.1），活化后加入发酵罐中，混匀，在28℃的温度下，进行酒精发酵，当酒精度达到8%时终止发酵，进行过滤，过滤液进行醋酸发酵。

1.2.2.5 醋酸发酵

将酒精发酵后的过滤液，进行成分调整，主要是调整酒精度和酸度。首先称取过滤液重量，按滤液重量0.1%计算出活性干醋酸菌用量，将干性醋酸菌活化，然后接入过滤液中，搅匀。采用自然发酵法进行发酵，发酵温度30～35℃，期间每天进行搅拌通气。定期取样测定酸度，以醋酸含量不再上升为发酵终点。一般在15～20 d发酵结束。

1.2.2.6 过滤、杀菌、灌装

醋酸发酵终止后，将醋液进行过滤后再进行巴氏杀菌、灌装。杀菌温度80℃，杀菌时间10 min。

1.2.2.7 检验

对成品进行检验，感官指标、理化指标、微生物指标化验合格、达到果醋的质量标准即可。

1.3 试验内容与方法

1.3.1 葡萄酒活性干酵母的活化

用含糖量4%～5%的沙棘山楂复合汁为活化液，活化前进行灭菌。按干酵母∶活化液=1∶10的比例将干酵母加入活化液中，在30℃的温度下保持约为2.5～30 h。活化期间每隔10 min震荡一次，直至大量气泡产生。

1.3.2 酒精发酵工艺优化

以影响酒精发酵的复合果汁初始糖度、发酵温度、葡萄酒活性干酵母用量、初始酸度为试验因素，以酒精度为考察指标，按照L9（34）正交试验设计要求进行试验，确定酒精发酵的最适工艺条件。酒精发酵试验因素水平见表1。

表1 酒精发酵试验因素水平

1.3.3 醋酸菌活化培养

将酒精发酵后的料醅过滤，高压灭菌后称取总重量，按0.1%的比例称取干性醋酸菌量，对醋酸菌进行活化。菌种量∶料醅量=1∶10，料醅的酒精度控制在6%～8%，在30～32℃的温度下，摇瓶震荡培养24 h。

1.3.4 醋酸发酵工艺优化

以初始酒精度、醋酸发酵温度、醋酸菌接种量和初始pH值为影响因素，酸度为考察指标，采用L9（34）进行正交试验，确定醋酸发酵的最适工艺条件。醋酸发酵试验因素水平见表2。

表2 醋酸发酵条件优化正交试验因素水平

1.3.5 相关指标的测定方法

总酸测定：总酸的测定采用酸碱中和滴定法，参照《食品安全国家标准 食品酸度的测定》（GB5009.239—2016）和《食品中总酸的测定》（GB/T 12456—2008）。

黄酮测定：黄酮含量的测定采用分光光度计法。以芦丁为标准品绘制曲线，外标法定量。

酒精含量测定：酒精含量的测定采用酒精计法[11]。

总糖测定：总糖的测定采用手持式糖度计直接测量[12]。

1.3.6 沙棘山楂复合果醋降糖效果检验

1.3.6.1 试验对象

非胰岛素依赖型（NIDDM）Ⅱ型糖尿病患者21例，男10例，女11例，年龄45～60岁，病史1～5a。本实验在不改变原有药物治疗方案、不停用降糖药物的情况下进行血糖监测，监测期间每天食谱一致。

1.3.6.2 试验方法

试验分6次进行。第1次，对21例Ⅱ型糖尿病患者监测记录空腹血糖和一日三餐的餐后2 h血糖，作为对照。另5次开始给每个患者一日三餐前饮用50 mL沙棘山楂复合果醋，可直接饮用，也可加200 mL纯净水或凉开水稀释后服用。建议胃肠功能不好者稀释后服用。监测记录饮用果醋后的第1 d、第10 d、第20 d、第30 d、第60 d的空腹血糖和餐后2 h血糖。试验数据采用SPSS 10.0软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 酒精发酵工艺条件的确定

以酒精度为评价指标，采用L9（34）正交试验表进行试验，采用极差法确定复合果汁最适的酒精发酵条件。试验结果见表3。

由表3可知，四个因素中，极差值最大的是初始糖度，其次是发酵温度，再次是初始pH值，葡萄酒活性干酵母用量极差值较小。正交试验组合中以A3B2C2D2最优，即初始糖度16%、发酵温度28℃、初始pH值4.0、葡萄酒活性干酵母接种量0.02%为酒精发酵的最优条件。

表3 酒精发酵条件优化正交试验结果

2.2 醋酸发酵工艺条件的确定

以酸度为评价指标，采用L9（34）进行正交试验。正交试验结果见表4。

由表4可知，四个因素中，极差值最大的是初始酒度，其次是初始pH值，然后是发酵温度，极差值最小的是活性干醋酸菌接种量。正交试验组合中以A3B2C1D1最优，即初始酒度8%、初始pH值4.5、发酵温度30℃、活性干醋酸菌接种量0.1%为醋酸发酵的最优条件。发酵过程中，定期取样测定醋酸度，以醋酸含量不再上升为发酵终点。研究发现大约在20 d左右发酵结束。

2.3 降糖效果检验

针对21例非胰岛素依赖型（NIDDM）Ⅱ型糖尿病患者饮用复合果醋前后的空腹血糖和餐后2 h血糖观测，验证沙棘山楂复合果醋对空腹血糖和餐后血糖的影响，结果见表5。

由表5可见，短期饮用沙棘山楂复合果醋对空腹血糖没有明显的影响，但餐后血糖有所降低，差异不显著，P＞0.05。饮用30 d以上，空腹血糖有所降低，但差异不显著，P＞0.05；餐后2 h血糖变化明显，并且差异显著，P＜0.05。由此可见，沙棘山楂复合果醋能降低餐后血糖。降低餐后血糖的原因是沙棘山楂复合果醋保留了沙棘山楂果实中的降糖功能成分，经测定复合果醋中总黄酮含量达5.36 mg/mL。另外，复合果醋总酸量达5.7 g/100 mL，因为酸能抑制淀粉酶的活性，延缓碳水化合物的分解代谢，从而达到降低餐后血糖的作用。

表5 饮用果醋前后不同时间的血糖值（mmol/L）

3 结论

沙棘山楂复合果醋酒精发酵的最佳工艺条件为初始糖度16%、葡萄酒活性干酵母接种量0.02%、发酵温度28℃、初始pH值4.0。

沙棘山楂复合果醋醋酸发酵的最佳工艺条件为初始酒精度8%、活性干醋酸菌接种量0.1%、发酵温度30℃、初始pH值4.5、发酵时间大约20 d左右，由此发酵制得的果醋产酸量为5.7 g/100 mL。果醋呈棕红色、均匀一致；澄清透亮，无悬浮物，无沉淀；酸味柔和，果香浓郁，具有沙棘山楂醋的鲜明特点。

通过对21例Ⅱ型糖尿病患者饮用沙棘山楂复合果醋前后对比发现，在饭前饮用50 mL果醋，有明显降低餐后血糖的作用。