啤特果渣酿造果醋工艺研究

刘彩云，邵建宁，麻和平，张文齐，魏晋梅

(1.甘肃省科学院生物研究所，兰州 730000；2.甘肃农业大学研究测试中心，兰州 730070)

啤特果原名皮囊果，是生长在太子山麓的一种独特古老树种，已有1000多年的栽植历史，系蔷薇科苹果亚科新疆梨系统(Pyrussinkiangensis),主要产区在临夏回族自治州的和政县、临夏市、临夏县，在临洮、渭源等地也有种植。啤特果品味酸甜、性温，含有多种氨基酸、糖类、维生素和钾、钙、铁等微量元素，具有养胃润肺、消渴止咳、软化血管等多种保健功能，是一种品位极高的绿色水果[1,2]。啤特果主要的加工品为啤特果汁，在加工过程中会有30%～40%的副产品——啤特果渣产生，而这些果渣作为废料被丢弃，造成了资源的极大浪费[3]。

啤特果渣是啤特果经过榨汁后的下脚料，其成分包括果皮、果核、果梗以及部分残余果肉。啤特果渣中含有可溶性糖类、有机酸、纤维素、多酚类物质以及维生素、矿物质等营养成分，是酿造果醋的良好原料[4-6]。果醋作为近年来开发的新型食醋，受到了人们的日益青睐，与传统食醋相比，果醋种类丰富、风味独特，而且有营养保健功能，具有调节酸碱平衡、促进新陈代谢、提高机体免疫力、延缓衰老、美容养颜等功效[7-11]。近年来，国内外科技工作者开展了苹果醋、山楂醋、酸枣醋、西瓜醋等系列果醋的研究，但对啤特果醋的研究尚未见报道[12-18]。将啤特果渣研制开发成啤特果醋，不仅能满足市场对果醋产品的需求，而且还能提高啤特果原料的利用率，提高其附加值，同时减少资源浪费，达到啤特果综合利用的目的。本研究利用啤特果渣酿造果醋，优化啤特果渣生产啤特果醋的工艺参数，以期为啤特果渣的再利用提供科学依据，同时为规模化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

啤特果渣：由和政县绿色食品有限责任公司提供；安琪牌生香活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；醋酸菌：上海迪发酿造生物制品有限公司；玉米粉、白砂糖、蜂蜜等：购自超市；耐高温α-淀粉酶、糖化酶、菲林试剂：上海维塔化学试剂有限公司；酚酞：天津市天新精细化工开发中心。

1.2 仪器与设备

MJ-250-1 霉菌培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；HZQ-QX 全温振荡器 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；WZ5型手持糖度计 上海博通仪器有限公司；722可见分光光度计 上海浦东物理光学仪器厂；LOZX-50KB立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；H.H.S电热恒温水浴锅 上海医疗器械五厂；JA2003N电子天平 上海精密科学仪器有限公司；万用电炉 北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点1.3.2.1 原料的制备

将啤特果渣于80 ℃灭菌30 min后冷却至室温，按0.6%加入(NH4)2HPO4，玉米粉经液化、糖化、过滤，将滤液加入果渣，调整其糖度为10 °Brix,备用。

1.3.2.2 酒精发酵

向果渣中按0.2%的比例加入活性干酵母，搅拌均匀，密封进行酒精发酵，控制酒精发酵温度在30 ℃左右，发酵时间约4 d[19，20]，至酒精度不再上升即终止发酵，乙醇含量为8%～9.5%。

1.3.2.3 醋酸发酵

将预先灭菌过的麸皮按20%的量加入到酒精醪，按原料0.05%的比例加入酿醋醋酸菌，搅拌均匀，进行醋酸发酵。发酵温度为30～34 ℃[21-23]，每天翻动2次，测定酸度不再上升时终止发酵。

1.3.2.4 陈酿

醋酸发酵终止后按1%的比例加入食盐，密封进行1～2 d的陈酿，其目的是利用分子间的聚合作用，让醇类和有机酸结合成芳香酯类，使啤特果醋醋味更加醇厚[24-26]。

1.3.2.5 浸泡、过滤、装瓶、陈酿

按体积比1∶1加入饮用水，在室温下浸泡4 h，多层纱布过滤，澄清，装入玻璃瓶，密封，陈酿1～2个月即得到啤特果醋成品[27，28]。

1.3.3 啤特果醋发酵主要工艺研究

1.3.3.1 啤特果醋发酵单因素试验

活性干酵母添加量的确定：在果醋酿造过程中，酒精发酵时活性干酵母的添加量影响发酵醪中的酒精含量，从而影响果醋的乙酸含量。在本试验中，分别添加活性干酵母0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%，控制发酵温度为30 ℃，当酒精含量约为9%时，接入0.05%醋酸菌，32 ℃发酵5 d左右，对啤特果醋的乙酸含量进行测定，研究活性干酵母添加量对啤特果醋发酵工艺的影响。

酒精发酵时间的确定：当活性干酵母添加量为0.2%时，发酵温度控制在30 ℃，分别发酵1，2，3，4，5，6，7 d，分别接入0.05%醋酸菌，32 ℃发酵5 d左右，对所得啤特果醋的乙酸含量进行测定，研究酒精发酵时间对啤特果醋发酵工艺的影响。

醋酸菌添加量的确定：在酒精度为9%的发酵醪中，分别添加0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%的醋酸菌，发酵温度控制在32 ℃，发酵5 d，对啤特果醋的乙酸含量进行测定，研究醋酸菌添加量对啤特果醋发酵工艺的影响。

醋酸发酵时间的确定：当发酵醪酒精度为9%时，加入0.05%的醋酸菌，发酵温度控制在32 ℃，分别发酵1，2，3，4，5，6，7 d，对果醋的乙酸含量进行测定，研究醋酸发酵时间对啤特果醋发酵工艺的影响。

醋酸发酵温度的确定：当发酵醪酒精度为9%时，加入0.05%的醋酸菌，分别在26，28，30，32，34，36 ℃发酵5 d，对果醋的乙酸含量进行测定，研究醋酸发酵温度对啤特果醋发酵工艺的影响。

1.3.3.2 啤特果醋发酵正交试验

根据单因素试验结果，活性干酵母添加量、酒精发酵时间、醋酸菌添加量、醋酸发酵时间、醋酸发酵温度是影响啤特果醋发酵工艺的主要因素，以上面的5个因素设计L16(45)正交试验，以果醋乙酸含量作为评价指标，最终确定最佳工艺条件。

1.4 产品指标测定方法

1.4.1 理化指标

总酸：酸碱中和法；总糖：菲林试剂法；可溶性固形物：折光计法。

1.4.2 微生物指标

微生物显微计数法。

2 结果与分析

2.1 活性干酵母添加量对啤特果醋发酵的影响

图1 活性干酵母添加量对啤特果醋发酵的影响Fig.1 Effect of the additive amount of active dry yeast on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由图1可知，随着活性干酵母添加量的增大，乙酸含量呈上升趋势，当添加量为0.2%时，乙酸含量达到最大，之后随着添加量的增加，乙酸含量逐渐下降，这是由于活性干酵母含量过高使得酒精发酵过于猛烈，从而抑制醋酸发酵所致[29]。因此,活性干酵母的最佳添加量为0.2%。

2.2 酒精发酵时间对啤特果醋发酵的影响

图2 酒精发酵时间对啤特果醋发酵的影响Fig.2 Effect of alcohol fermentation time on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由图2可知，随着发酵时间的延长，乙酸含量呈上升趋势，到第4天时，达到最高，之后随着时间的增加，乙酸含量变化不大，为了防止感染杂菌，酒精发酵时间确定为4 d。

2.3 醋酸菌添加量对啤特果醋发酵的影响

图3 醋酸菌添加量对啤特果醋发酵的影响Fig.3 Effect of the additive amount of acetic acid bacteria on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由图3可知，乙酸含量随着醋酸菌添加量的增大而增高，当醋酸菌添加量≥0.05%时，乙酸含量增幅很小，为了降低生产成本，醋酸菌添加量确定为0.05%。

2.4 醋酸发酵时间对啤特果醋发酵的影响

图4 醋酸发酵时间对啤特果醋发酵的影响Fig.4 Effect of acetic acid fermentation time on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由图4可知，乙酸含量随着发酵时间的延长而增加，当发酵时间≥5 d时乙酸含量增加不明显，为了缩短发酵周期，确定醋酸发酵时间为5 d。

2.5 醋酸发酵温度对啤特果醋发酵的影响

图5 醋酸发酵温度对啤特果醋发酵的影响Fig.5 Effect of acetic acid fermentation temperature on the fermentation of Pyrus sinkiangensis vinegar

由图5可知，乙酸含量随着发酵温度的升高而增加，当发酵温度大于32 ℃时，乙酸含量增加不明显，为了避免高温发酵影响产品口感，醋酸发酵温度确定为32 ℃。

2.6 啤特果醋发酵工艺条件的优化

表1 啤特果醋发酵工艺参数L16(45)正交试验因素与水平Table 1 Factors and level of L16(45) orthogonal test for fermentation technological parameters of Pyrus sinkiangensis vinegar

表2 啤特果醋发酵工艺参数L16(45)正交试验设计与结果Table 2 Design and results of L16(45) orthogonal test for fermentation technological parameters of Pyrus sinkiangensis vinegar

由表2可知，最优配方组合为A2B3C3D2E3，即活性干酵母添加量0.2%、酒精发酵时间4 d、醋酸菌添加量0.05%、醋酸发酵时间5 d、醋酸发酵温度32 ℃。由极差值可知，影响啤特果醋乙酸含量的因素主次顺序是：活性干酵母添加量(A)>醋酸菌添加量(C)>酒精发酵时间(B)>醋酸发酵温度(E)>醋酸发酵时间(D)。

2.7 验证试验

根据正交试验最优组合A2B3C3D2E3，进行啤特果醋发酵验证试验。以5 kg啤特果渣为原料，按前述的工艺流程、最优发酵条件酿造啤特果醋，结果表明：啤特果渣果醋混合物的总酸产量(以醋酸计)达6.85 g/100 g，证明本研究的酿造工艺完全可行。

2.8 产品指标测定结果

2.8.1 感官指标

色泽：具有啤特果天然的色泽，焦糖色；香气：具有啤特果特有的香气和醋香；口感：酸甜适口，无异味；外观：澄清，无沉淀与异物。

2.8.2 理化指标

总酸：3.78 g/dL。

2.8.3 微生物指标

细菌总数≤100 CFU/mL，大肠杆菌、致病菌未检出。

3 结论

啤特果渣酿造啤特果醋的最佳工艺条件：啤特果渣糖度调整为10 °Brix，活性干酵母添加量0.2%，酒精发酵温度30 ℃，发酵时间4 d；醋酸发酵前按质量比20%加入预先灭菌过的麸皮，再加入0.05%醋酸菌，醋酸发酵温度32 ℃，发酵时间5 d；浸泡、过滤、陈酿1～2个月，得到啤特果醋成品。啤特果醋营养丰富、口感浑厚、果香浓郁、酸爽柔和，具有良好的开发前景。