红枣保健醋的研制

2020-05-18王洁茹吴旷雷朱星宇敖晓林郭东起

农产品加工 2020年7期

王洁茹，吴旷雷，朱星宇，敖晓林，郭东起

（1.塔里木大学生命科学学院南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆阿拉尔 843300；2.新疆叶河源果业股份有限公司，新疆图木舒克 844000）

红枣是我国独特的果蔬资源，是集医药、食品、保健等多功能于一体的一种干果。红枣相较于其他水果，含有丰富的蛋白质、脂肪，以及钙、铁、磷等矿物元素，且其糖含量是普通水果的2倍，除此以外，红枣中富含人体必需的18种氨基酸，能够调节人体气血、改善脾胃功能，对肝脏等重要器官也有一定保护作用，还能增强肌肉力量等[1-4]。截至目前，我国新疆的红枣种植面积已达到5×105hm2，其年产量也达到了3×107t，可以说红枣生产已经变成新疆主要林果发展产业之一。但相较于生产，新疆在红枣加工方面仍较薄弱，新疆红枣加工普遍停留在初级阶段，加工出的成品多为工艺简单的干制品，如干枣、枣片、枣粉等，制出的红枣饮料占红枣制品整体比例较小，且加工深度不够、附加值很低。

红枣醋富含大量营养物质，如维生素、矿物质、氨基酸等，能够调节和维持人体的电解质平衡，促进机体的正常代谢，还具有预防高血压、高血脂和糖尿病等心血管疾病，防癌抗癌、延缓衰老等功效[5]。因此，随着当今社会对健康的重视程度逐渐提高，枣醋饮料的开发前景也更加广阔。

试验以新疆骏枣为原料，旨在通过单因素试验和正交试验，采用液态发酵工艺[6-8]，对南疆市售骏枣进行深加工，研究出一款营养丰富、口感优良、风味独特的红枣醋。以期填补红枣醋相应研究的空缺，为红枣醋产业化的形成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料

南疆骏枣，购于新疆阿拉尔市市场；安琪果酒专用酵母（SY），Angel Yeast Co.Ltd提供；Shanghai Brewing 1.01，上海迪发酿造生物制品有限公司提供；乳酸菌，北京川秀科技有限公司提供。

1.1.2 仪器设备

EL204-IC型电子天平，上海延恒实业有限公司产品；PHS-3C型PH计，成都领度仪器有限公司产品；HPX-9162MBE型电热恒温培养箱，上海子期实验设备有限公司产品；LHS-150HC-II型恒温恒湿培养箱、BSD-150型振荡培养箱、SHA-C型恒温振荡水槽、CDZF-50KB-II型立式压力蒸汽灭菌器、GC-2014C型气相色谱仪、PAC-1POCKET REFRACTOMETER等。

1.2 方法

1.2.1 指标测定方法

可溶性固形物的测定，采用阿贝折光仪[9]；酸度的测定，采用酸碱滴定法[10]；酒精含量的测定，采用气相色谱法[11-12]；红枣醋的感官评定，采用参照NY/T 2987—2016；pH值测定方法，采用pH计测定计数。

确定枣醋的理化指标测定方法：按照国家生产醋的标准（GB 18187—2000），测定成品枣醋的总酸含量（以醋酸计（g/L））和可溶性固形物含量（%）。

1.2.2 工艺流程

原料的筛选→清洗→熬煮→破碎→浓缩提糖→过滤→酶解→调酸→杀菌→酒精发酵（安琪牌果酒专用酵母）→醋酸发酵（迪发牌醋酸菌）→杀菌→陈酿→过滤→装瓶→灭菌→成品。

1.2.3 操作要点

（1）原料处理。从干制后的红枣中选出干净无腐烂的枣子，用流动自来水冲洗2遍，再用纯净水清洗1遍。锅中放入一定质量清洗干净的红枣，加入10倍质量的纯净水，大火熬煮。待红枣吸收水分变得圆润膨胀后，将红枣去核破碎处理，继续熬煮。

（2）调糖调酸。经过破碎的红枣，在锅中继续用稳定火力进行熬煮，每10 min用手持糖度计测定糖度。继续熬煮后锅中的红枣汁中水分会不断蒸发，随着水分的蒸发，红枣汁的糖度则逐渐上升，待糖度升到18%时关火，冷却后放凉。冷却后的红枣汁的糖度可能相比之前会有所增加，如果糖度较之前有所上升，则再向红枣汁中加入纯净水，将最终糖度调整至18%。调糖后的红枣汁进行取样，用pH计测定其pH值，试验过程中熬煮出来的红枣汁的pH值一般都在4.5左右，取适量的柠檬酸，用纯净水溶解后，逐渐加入到红枣汁中，每加1 mL测定一次pH值，直至pH值调到4.0左右。

（3）酵母的活化。将蔗糖、酵母、水按照5∶1∶25的体积比充分混合制备酵母的活化液，并将其置于30℃恒温培养箱活化2 h。

（4）大枣汁的酒精发酵[13-15]。将活化的液体酵母菌液与冷却至室温的灭菌红枣汁连接，并密封坛口。在特定的温度下，让枣汁进行发酵。每天检测糖含量，以监测其糖含量的变化。当监测确认发酵体系内的糖含量保持稳定时，则认为发酵完成。

（5）醋酸菌的活化。配置酒精质量分数达到6%的枣汁发酵液，量取200 mL发酵液接种剂量为10%的醋酸菌，接种后采用3层纱布密封，于32℃的条件下，以摇床转速160 r/min振荡培养2 d。

（6）枣汁的醋酸发酵[16-18]。酒精发酵完成后，将活性液体醋酸菌菌液加入到红枣汁中，置于恒温振荡培养箱，在一定温度下进行醋酸发酵。同时，每天测定其pH值。发酵结束的标志是发酵酸度不再升高，发酵液在90℃下灭菌30 min。

（7）饮料混合[19-21]。制备100 mL果醋饮料，红枣原醋用量5 mL，红枣汁用量15 mL，柠檬酸用量0.3 g，乙基麦芽酚用量0.06 g，甜蜜素用量0.01 g，木糖醇用量0.02 g，调味糖浆用量5 g。

（8）红枣醋的过滤、杀菌、灌装、冷却。陈酿过后的红枣醋经过静置后澄清，再经抽滤除去其中的固形物和杂质，设置90℃的灭菌温度充分杀菌30 min，杀菌后立刻灌装，冷却后即为成品。

2 结果与分析

2.1 红枣醋酒精发酵工艺的确定

2.1.1 酵母菌接种量的确定

在枣醋的加工工艺中，酵母菌接种量的多少对枣酒成品的感官指标具有重要影响。设定30℃为枣醋的发酵温度，分别按照0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的接种量接种酵母菌，酒精发酵时间为8 d，通过此单因素试验分析酵母菌含量对枣酒发酵效果的影响。

酵母菌接种量对酒精发酵的影响见图1。

由图1可知，随着酵母菌接种量的增多，枣汁中的酒精度呈现出先升高后下降的趋势，且在枣汁的酵母接种量为0.3%时，枣汁中的酒精含量达到最高。而酵母接种量超过0.4%时，枣汁中酒精度会随接种量的增加而不断降低。可能是因为当酵母接种量过高时，由于酵母自身的生命活性和新陈代谢，枣汁中一些糖类物质被消耗掉，导致酒精含量降低。因此，在枣汁的酒精发酵阶段，酵母接种量0.3%是最适合接种量。

图1 酵母菌接种量对酒精发酵的影响

2.1.2 发酵温度的确定

在枣醋的加工过程中，发酵时的温度条件会对酵母自身的生长繁殖及其代谢等过程中产生直接作用，尤其是发酵温度过高时，发酵系统中的酵母活性受到直接干扰，导致酵母老化，并会直接影响到产酒率和发酵结束的最终酒精度。采用酵母接种量为0.3%，选用24，26，28，30，32℃作为发酵环境温度，酒精发酵时间为8 d，分析发酵温度对枣酒发酵效果的作用。

发酵温度对酒精发酵的影响见图2。

图2 发酵温度对酒精发酵的影响

由图2可知，随着枣汁发酵温度的升高，枣酒的酒精度逐渐增加，酒精度在开始时迅速增加，当发酵温度升高到26℃时，酒精度的增加速率出现变慢的情况，当发酵温度继续升至30℃时，枣酒的酒精度达到最高；当温度继续升至32℃，酒精度含量明显呈下降趋势。可能是因为发酵温度过高时，酵母会老化，产酒的能力下降，最终的酒精度变低。因此，当发酵温度为30℃时是最佳发酵温度。

2.1.3 发酵时间的确定

在枣醋的加工过程中，发酵时间也会对枣酒的最终酒精度产生直接影响。当处于不同发酵阶段时，酵母菌的生长周期也有所差异，从而造成枣酒最终酒精度的不同。设定酵母接种量为0.3%，30℃为发酵体系温度，选用2，4，6，8，10 d为发酵时间，进而分析发酵时间对枣酒发酵效果的作用。

发酵时间对酒精发酵的影响见图3。

图3 发酵时间对酒精发酵的影响

由图3可知，在发酵体系内，枣酒的酒精度会随着发酵时间延长而不断增加并趋于平稳。在酒精发酵的前8 d酒精度的增长速度较快，可能是因为酵母处于生长期或稳定期；在8 d之后，酒精度的增长趋势减缓，可能是因为酵母的活性降低或者酵母菌老化，降低了其产酒能力。因此，研究发现枣酒的最佳发酵时间应为8 d。

2.1.4 酒精发酵条件正交试验结果

为进一步探索枣醋加工过程中最佳发酵工艺参数，在单因素试验后进一步通过正交试验判定最佳组合参数。选用L9（34）正交表进行三因素三水平的酒精发酵的正交试验。设置3个单因素，单因素分别为酵母接种量（A）、发酵温度（B）和发酵时间（C）。

酒精发酵因素与水平设计见表1，酒精发酵条件正交试验结果见表2。

表1 酒精发酵因素与水平设计

表2 酒精发酵条件正交试验结果

由表2可知，最高酒精度为第2组，最终的酒精度是9.0%Vol；最低酒精含量为第1组，最终的酒精度是6.4%Vol。根据K1j、K2j和K3j的值，可以确定酒精度水平因素的最佳组合是A2B3C2。根据极差（Rj）进行分析，单因素在酒精发酵过程中的影响顺序是B＞C＞A，因而可以确定影响发酵过程的各因素影响程度由大到小分别是发酵温度（因素B）＞发酵时间（因素C）＞酵母接种量（因素A）。因此，在红枣醋的酒精发酵阶段，工艺参数的最佳组合为A2B3C2，即酵母接种量为0.3%，发酵温度为31℃，发酵时间为8 d。

2.2 红枣醋醋酸发酵工艺的确定

2.2.1 醋酸菌接种量的确定

枣醋加工的发酵过程中，枣醋发酵速度和发酵产物品质与醋酸菌接种量存在密切联系。发酵温度设定为36℃，醋酸菌的接种量为2%，3%，4%，5%，6%，发酵时间为8 d，分析探索在枣醋发酵过程中醋酸菌接种量对枣醋发酵效果的作用。

醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响见图4。

图4 醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响

由图4可知，当接种量为4%时，枣醋的酸度最高；当接种量小于4%时，枣醋的酸度呈明显上升趋势；当醋酸菌的接种量超过4%时，酸度变化不明显，略有下降趋势。可能是由于当接种的醋酸菌含量增多时，发酵体系内的醋酸菌量及其活性都会显著提升，进而导致发酵速度和对应的发酵产物也随之增多。当发酵体系的醋酸菌接种量大于4%时，醋酸菌接种过量，发酵体系内的营养物质会被发酵分解，从而导致体系酸度减小。因此，在制造枣醋的发酵过程中，选用的最佳接种量为4%。

2.2.2 发酵温度的确定

在枣醋加工过程的醋酸发酵阶段，发酵温度对枣醋的最终酸度起着重要作用。发酵体系内醋酸菌活性及其最终产酸率都受发酵温度的直接影响。将醋酸菌的接种量设定为4%，发酵温度为27，30，33，36，39℃，发酵时间为8 d，研究发酵温度在红枣醋加工的醋酸发酵的过程中，对红枣醋发酵结果的影响。

发酵温度对醋酸发酵的影响见图5。

由图5可知，当发酵体系的温度不断升高时，发酵过程产生的酸液会不断增多，但酸度会随发酵温度的增高而趋于稳定，增长速率减慢。当发酵温度升至39℃时，酸度降低。可能是由于温度过高，导致醋酸菌老化，最终影响醋酸的形成；低温条件醋酸的含量低可能是因为温度低、醋酸菌不能活化、产酸能力弱，造成产酸率低。因此，确定发酵温度为36℃是最佳发酵温度。

图5 发酵温度对醋酸发酵的影响

2.2.3 发酵时间的确定

在制造枣醋的发酵过程中，醋酸发酵过程会随发酵时间的不同而有所差异。设定醋酸菌接种量为4%，发酵温度36℃，将5，6，7，8，9 d作为发酵时间进行研究，探索不同发酵时间对枣醋生产的发酵阶段的作用，及其对枣醋发酵效果的影响。

发酵时间对醋酸发酵的影响见图6。

图6 发酵时间对醋酸发酵的影响

由图6可知，随着醋酸发酵时间的不断增加，枣醋的酸度升高，随后逐渐变慢。在第8天和第9天，酸度没有显著变化，表明醋酸发酵结束。因此，当发酵时间为8 d时是最佳发酵时间。

2.2.4 醋酸发酵条件正交试验结果

为了获得枣醋在醋酸发酵[16-17]阶段的最佳发酵工艺，在上述单因素试验的基础上进行醋酸发酵的正交试验。选用L9（34）正交表进行三因素三水平的正交试验。设置3个单因素分别为醋酸菌接种量（A"）、发酵温度（B"）和发酵时间（C"）。

醋酸发酵因素与水平设计见表3，醋酸发酵条件正交试验结果见表4。

表3 醋酸发酵因素与水平设计

由表4可知，第3组是酸度最高，为37.2 g/L；第1组是酸度最低，为32.1 g/L。根据K"1j，K"2j，K"3j的值，枣醋醋酸发酵过程中酸度的最佳工艺组合是A"2B"3C"3。根据极差（R"j）分析，单因素在醋酸发酵过程中的影响顺序是C"＞B"＞A"，即影响发酵过程的因素影响程度由高到底分别是发酵时间（因素C"）＞发酵温度（因素B"）＞醋酸菌接种量（因素A"）。综上可得，在加工生产枣醋的发酵过程中，选用的工艺参数的最佳组合为A"2B"3C"3，即醋酸菌的接种量为4%，发酵温度为39℃，发酵时间为9 d。