马铃薯黄精复合醋的工艺研究

俞媛瑞，冯 那，谢华秀，王应兰，余平莲

（1.昭通学院化学化工学院，云南 昭通 65700；2.云南省高校高原特色功能食品研究重点实验室，云南 昭通 65700）

0 引言

醋在中国的饮食文化中具有重要的地位，除了具有调味功能外，还有祛病健身、延年益寿等多种营养保健功能[1]。近年来，国内外以水果为原料生产的果醋保健饮料形成了较为成熟的生产工艺，但因水果的成本较高而导致市场上的水果果醋品种单一，逐渐大力提倡利用果蔬和谷薯类丰富的营养资源提高醋饮料在市场的品种多元化，现已逐渐出现一些果蔬复合醋的研究，但以谷薯类为原料生产复合醋饮料的研究少有涉及[2-3]。红茶菌具有提高消化能力、调节机体免疫力、预防癌症、促进新陈代谢等功效，对萎缩性胃炎、胃溃疡等疾病也有一定的治疗效果，而且还可改善睡眠[4]。国内外现在的研究主要集中于红茶菌发酵工艺流程的优化，利用红茶菌代替传统醋酸发酵、酒精发酵和乳酸发酵进行产品发酵方面的研究极少[5-6]。马铃薯和黄精作为云南昭通地区特色食品资源，开发利用率并不高[7-9]，亟需研究新型的深加工产品，增加产业价值，提高农民收益，助力乡村振兴。基于此，以马铃薯、黄精为主要原料，以谷糠和麸皮为辅料，利用红茶菌进行马铃薯黄精复合醋深层发酵，并以陈酿后马铃薯黄精复合醋中总酸含量为考查指标，采用单因素试验和正交试验探究马铃薯黄精复合醋发酵的最佳工艺配方，对马铃薯和黄精的深加工有一定的理论指导意义。以马铃薯、紫薯等谷薯类为原料研制的复合醋饮料，能进一步丰富了醋饮料产品，提高了谷薯类附加价值，为消费者提供了更多的口味选择，拓宽食用醋的市场。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原料：马铃薯、黄精，云南省昭通市，市售；红茶菌，广东省湛江市，网购；谷糠麸皮，河南省商丘市，网购；食品柠檬酸，河南硕之隆实业有限公司提供；食品级白砂糖，云南省昆明滇齐食品有限责任公司提供；红茶，云南安益茶业有限公司提供。

试剂：氢氧化钠，天津市风船化学试剂科技有限公司提供；邻苯二甲酸氢钾，天津市风船化学试剂科技有限公司提供；酚酞，天津市致远化学试剂有限公司提供；食品级α - 淀粉酶（≥3 700 U/g），山东隆科特酶制剂有限公司提供；食品级糖化酶（≥10 000 U/g），博立生物制品有限公司提供。

1.2 仪器与设备

电子分析天平，奥豪斯仪器有限公司产品；电子天平（称量范围：0～3 000 g），上海佑科仪器仪表有限公司产品；BSG-400 型光照培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品；PHS-3C 型酸度计，杭州齐威仪器有限公司产品；手持糖度仪，田园信科光学仪器有限公司产品；电热恒温搅拌水浴锅，常州金坛恒丰仪器制造有限公司产品；DSX-280KB24 型手提式压力蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 马铃薯黄精复合醋的工艺流程

1.3.2 操作要点。

（1） 糖化液的制备。在蒸熟的马铃薯和黄精原料中分别加入4 倍质量的水，用打浆机制成马铃薯原液和黄精原液，按一定比例混合均匀倒入三角瓶中，再加入总体积5%的谷糠与麸皮[10]。在马铃薯黄精复合原液中依次加入0.23%的α - 淀粉酶和0.23%的糖化酶，搅拌均匀后置于60 ℃恒温水浴锅中进行液化、糖化4 h，然后于90 ℃恒温水浴进行灭酶10 min，制成马铃薯黄精糖化液。加入适量白砂糖使溶液糖度为18.0%，加入柠檬酸使溶液酸度为3.80[11]。将马铃薯黄精糖化液置于121 ℃高压蒸汽灭菌锅中灭菌15 min，冷却备用。

（2） 红茶菌的活化与培养。参照胡晓磊等人[12]的方法进行红茶菌的活化与培养，无菌水洗净容器后，按照红茶∶糖∶水为1∶10∶100 的比例[13]，将红茶4 g，白砂糖40 g 加入400 g 水中，待沸腾后关火冷却，将茶叶过滤出得到茶糖水，放入玻璃容器中，用消毒后的镊子取出购买的菌膜，去除菌膜上褐变的部分，用无菌水冲洗菌膜数遍放入玻璃容器，然后接入已过滤好的40%红茶菌种母液，用单层纱布封口，于32 ℃恒温培养箱中静置发酵7 d，待液面产生数层新的菌膜即可。再按上述方法重复继续培养红茶菌，直至扩大培养到所需用量。

（3） 接种红茶菌。将已活化好的红茶菌液按一定比例加入到发酵液中，该过程在超净工作台上进行，保证菌种不被污染。将发酵液放在32 ℃恒温培养箱中发酵5 d[14]，测定发酵液陈酿前的总酸含量，将最佳工艺配方发酵后的发酵液过滤后陈酿30 d 既得到成品马铃薯黄精复合醋。

1.3.3 单因素试验

（1） 马铃薯黄精原液比对马铃薯黄精复合醋品质的影响。总体积为300 mL，量取马铃薯原液与黄精原液比分别为1∶2，1∶3，1∶1，2∶1，3∶1 进行混合调配，然后拌入总体积5%谷糠与麸皮，其比例为6∶4，进行糖化、液化。然后接入20%活化好的红茶菌菌液，于32 ℃恒温培养箱中深层发酵5 d，测定发酵液陈酿前的总酸含量。

（2） 谷糠与麸皮配比对马铃薯黄精复合醋品质的影响。在酿醋时加入辅料不仅能为微生物活动提供所需要的营养物质，还可以起到寄存菌体的作用，并且可以提高食醋质量，增加风味物质[4]。选取了辅料谷糠与麸皮（总体积5%），并按照3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3 的比例添加到原液中，原液总体积为300 mL，原料比为2∶1 的马铃薯黄精复合原液中，进行糖化液化。然后接入20%活化好的红茶菌菌液，在32 ℃恒温培养箱中深层发酵5 d，测定发酵液陈酿前的总酸含量。

（3） 红茶菌添加量对马铃薯黄精复合醋品质的影响。在总体积为300 mL，原料比为2∶1 的马铃薯黄精复合原液中加入原液总体积5%比例为6∶4 的谷糠与麸皮，进行糖化液化。然后分别接入10%，15%，20%，25%，30%活化好的红茶菌菌液，于32 ℃恒温培养箱中深层发酵5 d，测定发酵液的总酸含量。

1.3.4 正交试验设计

在单因素试验的基础上，以马铃薯黄精原液比（A）、谷糠与麸皮配比（B）、红茶菌接种量（C） 为试验因素，陈酿后总酸含量为考查指标进行三因素三水平正交试验对马铃薯黄精复合醋发酵工艺进行优化。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计

1.3.5 品质测定方法

（1） 指标测定。感官评价：参照GB 2719—2018《食品安全国家标准食醋》中的感官要求，制定感官评价表。随机抽取10 名感官评价人员，按照表2 感官评定标准，从陈酿后的马铃薯黄精复合醋的色泽、气味与口感、体态、杂质4 个方面进行评分，各项分数的总和即为马铃薯黄精复合醋的感官评分。

表2 感官评定标准

感官评定标准见表2。

总酸含量的测定。参照GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》中第一法进行测定，吸取25.00 mL 试样至250 mL 容量瓶中，用无二氧化碳的水定容至刻度线，摇匀，用快速过滤纸过滤，收集滤液用于测定。吸取25.00 mL 待测液至于250 mL 三角瓶中，加2～4 滴酚酞指示液，用0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈微红色，30 s 不褪色，用消耗0.1 mol/L 氢氧化钠标准溶液的体积计算总酸含量。

（2） 数据处理。所有试验均重复3 次，样品检测重复3 次，结果以平均值±标准差表示，用Excel 2016 进行数据绘图分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯黄精原液比的单因素试验结果分析

马铃薯黄精原液比的单因素试验结果见图1。

图1 马铃薯黄精原液比的单因素试验结果

由图1 可知，随着马铃薯原液所占原料比逐渐增加，马铃薯黄精复合醋陈酿前的总酸含量呈现先上升后下降的变化趋势，在马铃薯黄精原液比为2∶1时，总酸含量达到最高，均匀透亮，呈琥珀色。但随着马铃薯原液比例逐渐增多时，其马铃薯黄精复合醋的总酸含量反而逐渐降低，其发酵液较混浊，其醋风味偏淡。因此，确定马铃薯黄精原液最佳比例为2∶1。

2.2 谷糠与麸皮配比的单因素试验结果分析

谷糠与麸皮配比单因素试验结果见图2。

图2 谷糠与麸皮配比单因素试验结果

由图2 可知，随着谷糠所占辅料比例逐渐增加，马铃薯黄精复合醋陈酿前的总酸含量呈现先上升后下降的变化趋势，在谷糠与麸皮配比为6∶4 时，总酸含量达到最高，均匀透亮，呈琥珀色，具有独特的马铃薯与黄精风味。随着麸皮比例逐渐增加，其马铃薯黄精复合醋的总酸含量反而逐渐降低，其发酵液较混浊，其风味偏淡。因此，确定辅料谷糠与麸皮最佳配比为6∶4。

2.3 红茶菌接种量的单因素试验结果分析

红茶菌接种量单因素试验结果见图3。

图3 红茶菌接种量单因素试验结果

由图3 可知，随着红茶菌含量逐渐增加，马铃薯黄精复合醋陈酿前的总酸含量呈现先上升后下降的变化趋势，当红茶菌接种量为20%时，总酸含量达到最高，无异味，均匀透亮，呈琥珀色，无菌膜出现，具有适宜的马铃薯与黄精风味。随着红茶菌接种量逐渐增加，其马铃薯黄精复合醋的总酸含量反而逐渐降低，其色泽逐渐加深，出现絮状菌膜。因此，确定红茶菌最佳接种量为20%。

2.4 正交试验结果分析

正交式验结果见表3。

表3 正交式验结果

根据表1 中所列的正交试验因素和水平进行正交试验设计，由表3 可知，3 个影响马铃薯黄精复合醋发酵的因素主次关系为红茶菌接种量（C） ＞马铃薯黄精原液比（A） ＞谷糠与麸皮配比（B），即红茶菌接种量对发酵液陈酿前总酸浓度的影响最大，马铃薯黄精原液比的影响次之，谷糠与麸皮比例影响最弱。由极差分析得到的马铃薯黄精复合醋最佳的工艺配比的组合A2B2C3，即马铃薯黄精原液比为2∶1，谷糠与麸皮配比为6∶4，红茶菌接种量为25%的工艺下，发酵的马铃薯黄精复合醋总酸为3.72 g/100 mL，总酸含量高，说明液态深层发酵品质好。

2.5 马铃薯黄精复合醋的品质分析

2.5.1 感官品质

感官评定结果见表4。

表4 感官评定结果

由表4 可知，利用正交试验得到的最佳配方制备的马铃薯黄精复合醋根据10 位感官评价人员的评分结果达到85 分，色泽呈透明琥珀色，色彩鲜艳；口感酸中带甜，气味醇香，口感细腻，具有适宜的马铃薯黄精风味，无不良气味；状态澄清透亮，均匀，无絮状菌膜；肉眼看不到异物，无霉变。由此，可认为产品品质较佳，符合醋的产品感官要求。

2.5.2 总酸含量

总酸含量的检测结果见表5。

表5 总酸含量的检测结果

由表5 可知，马铃薯黄精复合醋陈酿后的总酸含量为3.62 g/100 mL，符合GB 2719—2018 《食品安全国家标准食醋》的要求。

3 结论

以马铃薯黄精为原料，谷糠与麸皮为辅料，利用红茶菌代替传统酵母菌、醋酸菌、乳酸菌对马铃薯黄精进行发酵，制备马铃薯黄精复合醋，既缩减了传统发酵时间，也优化了传统发酵的工艺流程。以陈酿后总酸含量为判断依据，在单因素试验的基础上，结合正交试验确定了马铃薯黄精复合醋的最佳工艺条件为马铃薯黄精的原液比2∶1，谷糠与麸皮配比6∶4，接种量为25%红茶菌，此复合醋为透明琥珀色，酸甜可口、色香味俱佳，陈酿后的总酸含量为3.62 g/100 mL，符合国家标准对食醋中总酸的要求，是一款适合广泛应用的新型复合发酵醋，可作为提升黄精、马铃薯产业价值的理论依据。