固态发酵法研制富硒食醋

许 芳，高 冰 *，祁勇刚，高泽鑫

（1.武汉轻工大学 化学与环境工程学院，湖北 武汉 430023；2.湖北工业大学 轻工学部，湖北 武汉 430068；3.武汉生物工程学院 生物科学与技术系，湖北 武汉 430415）

固态发酵法制醋是我国传统的酿醋方法[1]。我国著名的大曲醋（山西老陈醋）、麦曲、小曲醋（镇江香醋）、药曲醋（四川保宁醋）都是固态发酵法生产的食醋[2-4]。食醋作为千家万户使用的传统调味品不仅可增加烹饪的风味还有防腐杀菌作用，同时具有降低血压、软化血管、帮助消化、预防感冒等生理疗效。硒在人体中参与多种免疫与生物学功能，增强人体免疫力，预防癌症、肝病、心脑血管疾病、糖尿病等多种疾病。利用富硒农作物为主要原料，在最佳的原料处理工艺条件下[5]，采用传统固态发酵的方法酿造富硒食醋，该产品富含的有机硒可有效补充人体对硒需求，这不仅符合现代大众的营养要求，而且增加了食醋的产品附加值，具有很高的营养价值和很好的市场前景[6-8]。

我国湖北省恩施市是世界上著名的“硒都”。本研究利用当地富硒农作物为主要原料，重点研究了糖化和酒精发酵阶段工艺条件，并经过一系列工序优化产品最佳酿造工艺从而为富硒食醋工业生产奠定了理论基础，对当地生产企业发展和地方经济的建设有一定的促进作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

富硒玉米、高粱、麸皮、谷糠等原材料，酒曲、醋酸菌：湖北恩施建始天龙实业有限公司。

Na2CO3、CaCl2（食用级）；次甲基蓝溶液、碘液、葡萄糖、酵母膏、氢氧化钠、酚酞、冰醋酸、氯化钙、乙醇、乳酸等均为国产分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

SW-CJ-2D净化工作台：广州瑞智科学仪器有限公司；DNP-9082型电热恒温培养箱：上海精宏实验设备有限公司；DHG-9070A型电热鼓风恒温干燥箱、LHS-250SC型智能型恒温恒湿箱：上海浦东荣丰科学仪器有限公司；大型SLY-2112B型立式双层大容量恒温培养摇床：金坛市盛蓝仪器制造有限公司；YM系列A型立式压力蒸汽灭菌器：上海三申医疗器械有限公司；pHS-3C雷磁pH计：上海越磁电子科技有限公司；UV-5100型紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；WHT手持糖量计：成都兴晨光光学仪器有限公司；QE-1000高速粉碎机：郑州科丰仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 富硒食醋的传统固态发酵工艺流程[9]

玉米、高粱粉碎→润糁→蒸煮→冷却→加曲→糖化和酒精发酵→醋酸发酵→熏醅→淋醋→陈酿→晒露→过滤→成品

1.3.2 分析测试方法

按照QB/T1803—1993《工业酶制剂通用实验方法》测定大曲的液化力、糖化力、蛋白酶活力及白曲霉的糖化力[10]；按照GB18187—2000《酿造食醋标准》中方法测定产品还原糖、酒精含量及总酸等理化指标[11]，按照GB2719—2003[12]《食醋卫生标准》中方法测定产品微生物指标；按照GB 5009.93—2010[13]《食品中硒的测定》中方法测定富硒食醋中硒含量。

1.3.3 糖化和酒精发酵阶段正交试验设计

所用麸皮与谷壳皆为含硒原料，粉碎后，与糖化醪混合发酵以达到富硒的目的；糖化醪入缸后加一定量的富硒水，保证适宜发酵的醪液浓度。根据企业生产实践，控制富硒水料比为（1.0～1.4）∶1，酒曲用量为35%～45%，将麸皮、谷糠、大曲、白曲霉和水混合，翻拌均匀，入缸，压实。糖化和发酵过程中及时检测发酵情况。当还原糖量降至1.0 g/100 mL时，密封缸口，形成风味物质[14]。以富硒水料比、酒曲用量、发酵温度和时间4个因素，以酒精度为考察指标，正交试验因素与水平见表1。

表1 酒精发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for alcoholic fermentation conditions optimization

1.3.4 醋酸发酵

将醋酸菌按照3%的接种量接种到新鲜醋醅中培养3 d，表层盖上一层新醅，用草席将缸口封严。不定时测温度，达到40 ℃要翻醅，间隔4 h测定酒精度和总酸。当醅温显著降低时，混合5%的食盐，温度降至26 ℃时，表明醋酸发酵完成[15]。

1.3.5 熏醅工艺

按照熏醅温度110 ℃、24 h倒缸1次、熏制5.5 d。

1.3.6 淋醋工艺

白醅和红醅以1∶1的比例加2倍醋醅的水淋醋。白醅加水浸泡8 h，淋出的白醅醋入锅煮沸，煮沸后的醋液浸泡红醅4 h，淋出新醋。淋过新醋后再加2倍水浸泡12 h，得二醋。

1.3.7 陈酿工艺

室外曝晒75 d后，再利用太阳能蒸发部分水分（蒸发出的醋酸可以做白醋用），使新醋体积缩小为原来的3/4，最后曝晒25 d来提高醋的浓度，结束陈酿[16]。

1.3.8 富硒食醋的感官评价

富硒食醋从色泽、香气、滋味3个方面进行感官评分，感官评价标准（满分10分）见表2。

表2 食醋成品的感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of vinegar product

2 结果与分析

2.1 糖化和酒精发酵阶段发酵工艺条件

糖化和酒精发酵工艺中，以大曲和白曲霉为糖化剂，并利用白曲霉将无机硒转化为有机硒。加入麸皮粉和谷糠粉，利用酒精的作用溶解其中的有机硒。以富硒水料比、酒曲用量、发酵温度和时间为因素，以酒精度为考察指标进行正交试验，正交试验结果见表3。

表3 酒精发酵条件优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for alcoholic fermentation conditions optimization

由表3可以看出，最优方案为A2B3C1D2，即富硒水料比、酒曲用量、发酵温度、发酵时间分别为1.2、45%、30 ℃、4 d。在最佳工艺条件下进行验证试验，酒精发酵后发酵醪的酒精度为7.9%vol。

为了进一步判断各因素对试验结果的影响程度，对正交试验结果进行方差分析，结果见表4。

表4 正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiment

由表4的方差分析可知，酒曲用量对结果有极显著影响，富硒水料比和发酵时间对结果的影响显著，发酵温度对结果影响不显著。

3 富硒食醋产品的质量指标

3.1 感官指标

色泽：黑褐色，微发亮；

香气：浓郁、柔和的酯香和醋香；

滋味：酸味醇厚柔和，无苦涩味，绵甜，有熏香味；

体态：浓度适中，无悬浮物和沉淀。

3.2 理化指标

总酸6.51 g/100 mL，不挥发酸2.83 g/100 mL，还原糖4.59 g/100 mL，硒1.18 mg/kg。

3.3 微生物指标

菌落总数为2 CFU/mL，大肠杆菌为0 CFU/mL，无致病菌，结果符合GB 2719—2003《食醋卫生标准》的要求。

4 结论

本研究采用固态发酵酿造的富硒食醋，在糖化和酒精发酵阶段采用正交试验优化工艺条件。结果表明，富硒水料比、酒曲用量、发酵温度、发酵时间分别为1.2、45%、30 ℃、4 d时，酿造出的富硒食醋具有优良的风味，感官评分为9.5分（满分10分），而且硒含量达1.18 mg/kg，具有保健功效。

[1]张伊利.固态发酵法制醋[J].农产品开发，2008，11：14-16.

[2]颜景宗，谭学良.山西老陈醋酿造工艺研究[J].中国调味品，2009，34（6）：69-72.

[3]包启安.镇江香醋传统生产工艺的剖析[J].中国酿造，2000，18（4）：1-4.

[4]刘 军.保宁醋酿造的工艺特性[J].江苏调味副食品，2003（6）：11-18.

[5]许 芳，高 冰，高泽鑫.富硒食醋固态发酵原料处理工艺条件研究[J].中国酿造，2013，32（12）：105-107.

[6]吴晓明，曹 岚.我国食醋行业发展现状及趋势[J].中国调味品，2012，37（9）：19-21.

[7]李先端，顾雪竹，毛淑杰.醋的历史沿革及其保健功能[J].中国实验方剂学杂志，2011，17（18）：295-297.

[8]王尚殿.中国食品工业发展简史[M].太原：山西教育出版社，1987.

[9]ALI H K Q,ZULKALI M M D.Design aspects of bioreactors for solid-state fermentation:a review[J].Chem Biochem Eng,2011,25(2):255-266.

[10]天津轻工业业学院等.QB/T 1803—1993 工业酶制剂通用试验方法[S].北京：中国标准出版社，1993.

[11]中华人民共和国卫生部.GB 18187—2000 酿造食醋[S].北京：中国标准出版社，2000.

[12]中华人民共和国卫生部.GB 2719—2003 食醋卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2003.

[13]中华人民共和国卫生部.GB 5009.93—2010 食品中硒的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[14]李久长，马挺军.山西老陈醋熏醅工艺研究[J].中国酿造，2005，24（8）：31-33.

[15]施安辉，王兴良，韩风华.葡萄醋固态发酵工艺技术的研究[J].中国调味品，1994（4）：13-15.

[16]黄大川.富硒猕猴桃果醋发酵关键技术研究[J].食品研究与开发，2007，28（6）：95-99.