三种发酵型茶醋生产工艺研究

2019-09-10张露吕立堂赵德刚

山地农业生物学报 2019年4期

张露　吕立堂　赵德刚

摘要：本研究以三种茶（红茶、绿茶、黑茶）和高粱白酒（52°）为原料，醋酸菌为菌种。以提取温度、料液比、初始加糖量为因素进行了三因素三水平正交试验，结果发现红茶为本实验的最佳用茶，其发酵工艺参数为100℃提取温度、1∶10料液比、3 g/100mL初始加糖量。在转速100 rpm/min，溶氧20%的条件下发酵罐发酵20天，得到酸度为6.01°、茶多酚含量6.71 g/L、氨基酸含量0.17 g/L的茶醋。通过单因素试验，确定了产品调配参数：3°（酸度）茶醋+6%蔗糖+7%蜂蜜+0.4%有机酸+0.05%山梨酸钾。

关键词：茶醋;茶多酚;氨基酸;发酵工艺;茶乳酪

中图分类号：Q185

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2019）04-0086-07 国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.04.016

Study on the Production Technology of Three Kinds of Fermented Tea Vinegar

ZHANG Lu1，LV Li-tang2*，ZHAO De-gang1，3

（1.College of Life Sciences/Research Institute of Agricultural Bioengineering，Guizhou University，key Laboratory of Germplasm Innovation for Conservation and Protection of Mountain Plant Resources，Guiyang，Guizhou 550025，China;2.College of Tea / Research Institute of Agricultural Bioengineering，Guizhou University，key Laboratory of Germplasm Innovation for Conservation and Protection of Mountain Plant Resources，Guiyang，Guizhou 550025，China;3.Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang，Guizhou 550006，China）

Abstract：：This study was conducted using three kinds of tea （black tea，green tea and dark tea），sorghum liquor （52°） as raw materials and acetobacter as starter. The three-factor and three-level orthogonal test was carried out with the factors of temperature，feed liquid ratio and initial sugar content. It was found that black tea was the best tea for the production of fermented tea vinegar，and the ferment technical parameters were as follows： the extraction temperature 100℃，solid-liquid ratio 1∶10，and 3 g/100mL initial sugar addition. And the tea vinegar with the acidity of 6.01°，the tea polyphenol content of 6.71 g/L and the amino acid content of 0.17 g/L was obtained under the condition that the later rotation speed was 100 rpm/min and the dissolved oxygen was 20%. Through a single factor test，the product flavor blending parameters were determined as follows：3°（acidity） tea vinegar，6% sucrose，7% honey，0.4% organic acid and 0.05% potassium sorbate.

Key words： tea vinegar; tea polyphenols; amino acid; fermentation technology; tea cheese

現在研究发现，茶叶中茶多酚具有抗癌、防治脑中风、抗血栓、提高免疫力以及防衰老、防辐射、助消化等多种功效[1-2]。茶叶的诸多功用已被世界上越来越多的人认可，茶已成为世界性的大众饮料[3-4]。中国人食醋的历史悠长，至少在三千年以上，醋具有美容护肤，消除疲劳，增进食欲等功效[5-6]。

随着生活水平的逐步提高，人们对食醋的需求不再满足于简单的调酸、防腐杀菌、增进食欲等功能，而是更注重其防衰老、防止“文明病”等功效，开发保健型食醋已成为趋势，而茶醋兼具茶叶和食醋的双重功效是为功能明确的保健饮料[7-8]。本研究以夏秋茶和高粱白酒（52°）为原料，以沪酿1.01醋酸菌为菌种。对三种发酵型茶醋生产工艺进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

醋酸菌（Acetobacter）（沪酿1.01）：来源于贵州大学酿酒与食品工程学院;

茶叶：来源于贵州大学茶学院自制绿茶、红茶、黑茶;

白酒：市售52°浓香型高粱酒（贵州省仁怀市茅台镇荣和盛世有限公司）;

蔗糖：市售蔗糖，符合GB317-84;

蜂蜜：购于星力超市（江西意蜂实业有限公司），符合GB149-63;

DL-苹果酸：市售DL-苹果酸（安徽雪郎生物科技股份有限公司），符合GB25544-2010;

山梨酸钾：市售山梨酸钾（山东昆达生物科技有限公司），符合GB886.39。

1.2 主要设备

1.3 工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

茶汤的制备：以1∶10、1∶20、1∶30的茶水比在80℃、90℃、100℃中浸提30 min，过滤除渣，再用少量蒸馏水冲洗两遍，滤液与前过滤液合并。

茶酒的制备：在茶汤中加入白酒，使其酒精度为6°～7°，得到茶酒。

菌种的制备：将菌种在含碳酸钙的筛选培养基上，以透明圈与菌面积比最大的单菌落为最佳用菌。将此菌接入醋酸菌液体培养基，30℃条件下培养48 h，得一级种子液;一级种子液接入茶酒，培养48 h得发酵用种子液。

醋酸发酵：分为实验室发酵和发酵罐发酵。实验室发酵采用摇瓶，装液量小于60%，120 r/min;发酵罐发酵条件为100 r/min、20%溶氧。

1.3.3 发酵工艺正交试验

选择提取温度、料液比、初始加糖量这三个因素进行L9（34）正交试验，以确定茶醋最佳的发酵参数，具体见表1、表2。

1.3.4 口味调配单因素试验

为使茶醋风味口感俱佳，发酵后加入蔗糖和蜂蜜进行调配，调配条件如表3、表4所示。

1.3.5 品评标准

从香气、滋味、汤色、组织状态四个方面进行打分，请具有一定感官评定基础的十位贵州大学茶学院老师和学生进行审评，评分标准见表5。

1.3.6 理化指标测定方法

pH测定方法：pH计;

总酸测定方法：酸碱滴定法（GB/T124 56～90）;

茶多酚测定方法：酒石酸亚铁比色法（GB/T8313～2002）;

游离氨基酸测定方法：印三酮比色法（GB/T8314～2002）

1.3.7 统计分析方法

茶醋发酵工艺试验的所有数据均采用Excel 2016进行统计分析，表示方式均为平均值，文中所有数据均是3次重复试验的平均值，所有图也为3次重复试验的平均值，误差线表示3次重复试验的标准偏差。

2 结果与分析

2.1 正交实验茶汤成分分析

对三种茶不同配比和不同提取温度的茶汤进行茶多酚、氨基酸含量分析，结果见图2。由图2-a、b、c可知茶水比越大、浸提温度越高茶多酚的含量越高。茶多酚含量为图2-a、b、c最高8.89 g/L，图2-b茶多酚含量次之6.03 g/L，图2-c茶多酚含量最低3.33 g/L，可见茶多酚含量绿茶>红茶>黑茶。图2-a中1∶10茶水比（1、4、7号）茶多酚含量11.67 g/L，1∶20茶水比（2、5、8号）茶多酚含量8.53 g/L，1∶30茶水比（3、6、9号）茶多酚含量6.44 g/L;图2-b中，1∶10、1∶20、1∶30茶水比中茶多酚含量为7.11、6.00、5.00 g/L;图2-c中，1∶10、1∶20、1∶30茶水比中茶多酚含量为4.01、3.26、2.73，发现三种茶的茶多酚含量都与茶水比成正比。图2-a中4号茶汤茶多酚含量最高，为12.76 g/L，图2-b中7号茶汤茶多酚含量最高8.21 g/L，图2-c中7号茶汤茶多酚含量最高5.00 g/L，所以4、7、7号为绿茶、红茶、黑茶茶多酚提取最佳配方。图2-d中氨基酸含量为1.05 g/L，图2-e为0.89 g/L，图2-f为0.25 g/L，氨基酸含量同样呈现绿茶>红茶>黑茶。图2-d中氨基酸含量最高的为2号茶汤1.60 g/L，圖2-e中氨基酸含量最高的为7号茶汤1.18 g/L，图2-c中氨基酸含量最高的2、4、7号茶汤都为0.30 g/L，则2、4、7号为绿茶、红茶、黑茶氨基酸提取最佳配方。

2.2 正交实验茶醋成分分析

将上述三种茶叶的九种配比茶汤加入白酒制成茶酒，接入醋酸菌后在30℃、120 r/min下进行摇瓶发酵。以最终发酵液不含酒味且酸味不再继续加重为发酵结束标准。结果发现，绿茶发酵的茶醋发酵周期需20 d，红茶发酵的茶醋发酵周期为15 d，黑茶发酵的茶醋周期最短为7 d。

2.2.1 茶醋pH值

测定发酵完成后不同茶醋的pH值，结果如下图3。从图3发现，虽然三种茶醋的发酵周期不尽相同，但pH值相差不大，都在3左右。其中以红茶为原料的8号pH值最大为3.27，7号pH值最小为2.41。

2.2.2 茶醋酸度值

用酸碱滴定法测定了发酵完成的茶醋，结果如图4。该值为茶醋的总酸度即代表醋酸含量高低，值越大则醋酸含量越高。从图4知酸度值大致分布在4.9°左右位置，绿茶发酵的茶醋平均酸度值为4.89°，红茶发酵的茶醋为4.88°，黑茶发酵的茶醋为4.87°，可看出不同类型茶叶对醋酸的产生影响不大。其中最大值（红茶8号5.27°）和最低值（红茶1号4.41°）都出现在红茶发酵的茶醋中。

2.2.3 茶醋中茶多酚、氨基酸含量

将发酵完成后的茶醋进行茶多酚、氨基酸的含量检测，得到结果如图5所示。发现茶多酚、氨基酸含量保持着绿茶发酵的茶醋>红茶发酵的茶醋>黑茶发酵的茶醋规律。图5-a、c两图发现同配比下不同温度茶多酚含量相差不大，图5-b中7号茶醋茶多酚含量明显高于其他几种茶醋，达到7.21 g/L，高于均值2.08倍，则7号红茶配比在发酵过程中可能有利于茶多酚的保留。图5-d、e、f为茶醋中氨基酸含量对比图。图5-d中2号茶醋所含氨基酸量最多0.89 g/L，图5-e中7号氨基酸含量最高0.6 g/L，图5-f中氨基酸最高含量为2、4号0.13 g/L。

2.3 风味调配

将摇瓶发酵完成的各茶醋，先使其酸度降到3°，因为作为一种饮品5°酸度过高，3°为适合酸度。将稀释后茶醋按表3加入蔗糖，得到结果如表7。从表7发现6 g/100mL的蔗糖添加量口味最佳。

2.4 品评打分

将三种茶的九种配比发酵产物按表7进行调配，然后进行品评打分，结果如表8。可以看出红茶茶醋感官品质平均得分为79.32，在三种茶中最高，比绿茶高4%，比黑茶高12%。红茶评分超过80占56%，其中7号和8号的评分为88.2和89.0。绿茶评分超过80.0的仅为22%，黑茶则为0%。从以上数据看出，红茶的口感风味最佳。

2.5 茶醋生产参数

综上，可以发现红茶发酵的茶醋口感风味优于其他两种茶;茶多酚、氨基酸含量也在中等水平，虽然低于绿茶发酵茶醋的茶多酚含量，但发酵时间短于绿茶，可以降低成本;由此确定红茶为茶醋发酵的最佳用茶。由于茶醋将以商品形式出现，则口感风味为最重要因素，故红茶发酵的茶醋中高于80分的3号、6号、7号、8号、9号优先考虑，其中7号的茶多酚和氨基酸含量分别为8.21 g/L和1.18 g/L，都为最高值。所以得出发酵型茶醋最佳工艺为：红茶7号（提取温度：100℃，料液比：1∶20，初始加糖量：3 g/100mL）。

2.6 发酵罐生产

将上述得到的最佳发酵工艺运用至30 L发酵罐中，在转速100 rpm，溶氧20%的条件下发酵20天，成功得到酸度为6.01°、茶多酚含量6.71 g/L、氨基酸含量0.17 g/L的红茶茶醋。从发酵原液到成品具体流程如图6。图6-a茶醋原液采用过滤煮沸方法进行灭菌，并按上述风味调配法进行调配，发现与摇瓶发酵成品相比，出现了口味不融合且口感发涩发紧现象。为了消除此口感，则在上述调配基础上加入表5的蜂蜜量，结果如表8，发现7 mL/100mL蜂蜜添加量的茶醋味道柔和但略微偏甜，低于此量则分离感和苦涩感仍存在。最终确定7 mL/100mL的蜂蜜添加量，再添加0.4 g/100mLD L-苹果酸，口感柔和口味酸甜。综上，茶醋风味调配最终参数：3°茶醋+6%蔗糖+7%蜂蜜+0.4%有机酸+0.05%山梨酸钾。最后装罐得到图6-b。

2.7 储存条件

茶醋成品分别放置在4℃冰箱和室温（25℃）中20天，观察产品的变化。发现两种温度储存下皆出现絮状物，但置于4℃冰箱的茶醋口感更爽冽，且4℃更利于茶醋保存。故茶醋产品最佳应储存在4℃中。

3 结论与讨论

本试验采用在发酵初期直接向底物中加入一定量的酒，引入菌种，即开始发酵，跳过发酵酒精阶段，可大大缩短发酵的周期[7]的方法。由图2发现氨基酸含量与茶水比和浸提温度之间不存在对应规律，由于干茶本身氨基酸含量小，通过浸泡提取出的氨基酸则更少，在不可避免的测量误差中使得数据不够准确，可能导致未发现规律。由于醋酸是弱酸，氢离子不能完全解离，pH值只能代表游离氢离子的含量，所以总酸测定才是茶醋的真正酸度[9-11]。醋酸是由酒精氧化后形成且存在1∶1关系，但发酵过程中酒精难免挥发，所以初始酒度6°～7°，而最终总酸下降到只有5°左右[12]。由图2、图5对比发现茶醋较茶汤相比茶多酚、氨基酸的含量都有降低，圖2中三种茶多酚均值为8.89、6.03、3.33 g/L，图5为6.31、3.47、1.44 g/L，下降了29%、42%、56%;图2三种茶氨基酸均值为1.05、0.89、0.25 g/L，图5氨基酸含量均值为0.57、0.45、0.1 g/L，下降了46%、51%、60%，其中无论茶多酚还是氨基酸含量，都是绿茶下降占百分比最少，黑茶最多，红茶居中，所以在茶醋发酵中绿茶更利于茶多酚、氨基酸的保存。茶多酚具有抑菌作用，绿茶茶多酚含量最高，故发酵周期最长[13]。发酵的茶醋有苦涩味且口感发紧，这是由于茶醋中含茶多酚造成的，且茶多酚含量越高此感觉越强烈[14]。试验发现在4℃储存下茶醋会出现絮状物，这是由于温度低时茶醋中的茶多酚与氨基酸、咖啡碱、金属离子之间出现了络合机制从而产生了茶乳酪[15]。

通过上述单因素和正交试验以及对茶醋风味调配和储存试验，得出了茶醋发酵最佳条件：红茶，提取温度100℃，料液比1∶10，初始加糖量3 g/100mL，转速100 rpm，溶氧20%;调配最佳参数：3°茶醋、6%蔗糖、7%蜂蜜、0.4%有机酸、0.05%山梨酸钾;最佳储存温度：4℃。

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