木瓜西柚复合发酵果醋工艺研究

李英，李立红，苏玥

(烟台南山学院 食品系，山东 烟台 265713)

木瓜是营养丰富、药食兼用的热带水果之一，富含多种有机酸、皂甙、黄酮类、高活性超氧化物歧化酶(SOD)，其药效成分主要为齐墩果酸，具有消炎抑菌、护肝强心、利尿、降糖降脂、增强免疫力、抗癌等作用，是当前治疗肝炎的有效药物之一[1-5]。鲜木瓜味道酸涩，口感较差，不宜直接鲜食。一直以来对木瓜的加工利用率很低，仅以干制入药之用[6]。木瓜易于栽培、适应性强、产量大、资源丰富，现湖北等地有意发展木瓜经济。柚子中含有非常丰富的维生素、矿物质以及粗纤维等活性成分，具有抗氧化、抑菌、降血脂、降血糖、减肥瘦身、美肤养容、抗癌等功效[7，8]。以木瓜与西柚为主要原料，研制出色香味纯正、营养丰富的天然复合果醋，它兼有木瓜、西柚两种水果和食醋的保健功效，营养物质的搭配更加均衡全面[9，10]，这对丰富果醋市场种类，满足消费者需求有重要意义，对于水果资源的开发利用提供了广阔的前景[11-13]。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

木瓜、西柚、蔗糖、柠檬酸、蜂蜜、食盐均为市售食用级；安琪牌葡萄酒用高活性干酵母粉、复合果胶酶、醋酸杆菌种由上海酿造科学研究所提供；醋酸菌活化培养基、醋酸菌扩大培养基(三角瓶液体培养基)、醋酸菌保藏培养基。

1.2 仪器与设备

榨汁机、台式低速离心机、手持式折光仪、电子分析天平、恒温水浴锅、电热恒温培养箱、恒温摇瓶机、过滤器、循环式真空泵、超净工作台、立式高压灭菌锅、酸度计、发酵罐、贮料罐、酒精计及配套玻璃蒸馏装置等。

1.3 工艺流程

1.4 工艺要点

1.4.1 原料预处理

1.4.1.1 选果、清洗

挑选的木瓜和西柚果实应成熟度高、无病虫害、无机械伤、无霉烂变质、糖分含量高、酸度适中、香气浓，柚子应肉厚汁多，清水洗净，沥干水分。

1.4.1.2 去皮、护色、打浆

将木瓜去皮、去种、切成小块；将西柚完全去皮、去囊衣、去籽，把果肉分成适当的小块。将切块后的果料分别用打浆机破碎，加入0.1%左右的Vc对果汁起到护色作用并能增加营养价值。

1.4.1.3 杀菌灭酶

将混合果浆于85 ℃下处理10 min。

1.4.2 混合果浆酶解试验

将处理好的木瓜浆与西柚浆分别按照3∶1，2∶1，3∶2，1∶1，2∶3，1∶2，1∶3的比例混合，按照200 mg/L的量加入果胶酶，pH值4.7，40 ℃酶解处理4 h，过滤得到混合果汁。以出汁率为评价指标[14]，得到最佳果浆混合比例。

1.4.3 成分调整

将蔗糖、柠檬酸按比例加入到混合果汁中，调整混合果汁的糖度和酸度，为酵母菌的发酵提供适宜的条件，并补充发酵所需要的糖源，加快发酵速度，丰富果醋产品的风味。

1.4.4 菌种活化

1.4.4.1 活性干酵母活化

以5 g干酵母加入5%的糖水100 mL，称取需量的活性干酵母，在通气充足、30 ℃温度下搅拌、活化约30～60 min，直至糖水中出现大量微小气泡，即可使用。

1.4.4.2 醋酸菌种活化[15]

a.醋酸菌的活化

保藏菌种先经斜面活化： 32 ℃，18～24 h 后，转入醋酸菌活化培养基， 100 mL/300 mL三角烧瓶，4层纱布封口，32 ℃，转速为 220 r/min 进行活化，24 h后完成种子液活化(总酸度≥1%)。

b.醋酸菌的扩大培养

取酒精发酵液100 mL置于300 mL三角瓶中，调整pH为4.0，无菌操作，以10%比例接入活化好的醋酸菌，于32 ℃摇床培养24 h，转速220 r/min，得到扩大培养液备用。

1.4.5 酒精发酵及工艺优化试验

酒精发酵初期，不断搅拌，保证通气充足，促进酵母菌大量繁殖[16]，然后进入无氧发酵。直到糖度和酒精度基本稳定时，终止发酵，终点酒精度保持在5%～9%。

在预试验基础上，选择影响酒精发酵工艺的4个主要因素：初始糖度、接种量、发酵温度、发酵时间，以酒精度作为评价指标，采用正交表L9(34)设计正交试验[17]，优化工艺。正交试验因素与水平见表1。

表1 酒精发酵工艺优化正交试验因素和水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for alcoholic fermentation technology optimization

1.4.6 醋酸发酵及工艺优化试验

酒精发酵结束后，立即接入醋酸菌，保持30 ℃恒温进行醋酸发酵，温差不宜太大，且保持氧气充足。发酵前严格消毒发酵罐，100 ℃蒸汽常压灭菌60 min。

在预试验基础上，选择影响醋酸发酵工艺的4个因素：初始酒精度、接种量、发酵温度、发酵时间[18]，以醋酸含量作为评价指标，采用正交表L9(34)设计正交试验，优化工艺。正交试验因素与水平见表2。

表2 醋酸发酵工艺优化正交试验因素和水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for acetic acid fermentation technology optimization

1.4.7 过滤、调配

发酵醋液经过滤、去除杂质及沉淀物得到原醋液。原醋液经后熟陈酿，添加蜂蜜、木瓜汁、柚子汁进行调兑，即得到复合果醋饮料。

1.4.8 消毒罐装

杀菌条件为95 ℃，30 min，并迅速冷却至室温。

1.5 指标分析及检测

1.5.1 感官指标评定[19]

由10名评分员组成的感官评定小组，对果醋饮料成品的形态、色泽、风味和口感进行评价、描述。

1.5.2 理化指标测定[20,21]

糖度测定：手持式折光仪；

还原糖含量测定：斐林试剂直接滴定法；

酒精含量测定：蒸馏比重法；

酸度(以醋酸计)测定：酸碱直接滴定法；

pH值测定：酸度计。

2 结果与分析

2.1 混合果浆酶解试验

图1 配比对出汁率的影响Fig.1 Effects of ratios on the juice yield

由图1可知，在木瓜汁和柚子汁配比为3∶2时，果胶酶加入量200 mg/L，pH值4.5，40 ℃酶解处理4 h，出汁率最高为93%。因此，试验选择木瓜汁和柚子汁配比为3∶2。

2.2 酒精发酵工艺优化试验

表3 酒精发酵正交优化试验结果Table 3 The orthogonal test results of alcohol fermentation

由表3可知，影响复合果汁酒精发酵的因素主次顺序为初始糖度>酵母接种量>发酵温度>发酵时间。酒精发酵的最优工艺条件为A2B2C3D1，即在初始糖度14%、酵母菌接种量10%(V/V)、发酵温度30 ℃和发酵时间4天的条件下，果汁的酒精度可达9.90%。

2.3 醋酸发酵工艺优化试验

表4 醋酸发酵正交优化试验结果Table 4 The orthogonal test results of acetic acid fermentation

续 表

由表4可知，影响复合果汁醋酸发酵的因素主次顺序为发酵温度>醋酸菌接种量>初始酒精度>发酵时间。醋酸发酵的最优工艺条件为A2B2C1D2，即初始酒精度7%、醋酸菌接种量8%(V/V)、发酵温度30 ℃和发酵时间5天。

2.4 最优工艺参数验证试验

在初始酒精度7%、醋酸接种量8%(V/V)、发酵温度30 ℃和发酵时间5天条件下，进行3次平行试验，验证正交试验结果的可靠性，结果见表5。

表5 验证试验结果Table 5 The results of verification test %

由表5可知，最优工艺条件下，发酵果醋醋酸含量平均值达到7.04%，比整个试验设计所有的醋酸含量值都要高，表明正交试验得到的最优工艺参数准确可行。

2.5 木瓜-西柚复合果醋产品标准

2.5.1 感官指标

浅黄色、澄清透明；均匀，无浑浊、沉淀、分层，无悬浮物和气泡；具有果醋的清香、浓郁的木瓜和柚子复合风味，无不良气味；酸甜适度，口感柔和，无酸涩感，爽润。

2.5.2 理化指标

可溶性固形物：≥6%；

还原糖含量：≥2.3 g/dL；

氨基态氮(以氮计)：≥0.4 g/dL；

总酸度(以醋酸计)：≥4.5 g/dL；

pH值：4.1。

3 结论

通过对木瓜西柚复合果醋的工艺进行研究，得出木瓜-西柚的果汁混合比例为3∶2，在混合果汁的酶解工艺中果胶酶添加量为200 mg/L，40 ℃酶解处理4 h，出汁率最大为93%；酒精发酵最优工艺条件：初始糖度14%、酵母菌接种量10%(V/V)、发酵温度30 ℃和发酵时间4天；醋酸发酵最优工艺条件：初始酒精度7%、醋酸菌接种量8%(V/V)、发酵温度30 ℃和发酵时间5天；发酵果醋醋酸含量最终可达7.04%。经过后熟陈酿，添加果汁、蜂蜜进行调兑即可得到果香浓郁、酸甜适口的木瓜西柚复合果醋饮料。

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