山楂果醋的深層發(fā)酵工藝研究

山楂果醋的深層發(fā)酵工藝研究

山楂的生吃品味很高，影響了山楂及其產(chǎn)品的銷售。山楂果醋的發(fā)展彌補(bǔ)了山楂味道的大缺陷。同時(shí)山楂中的有機(jī)酸豐富了果醋的酸味,使醋味柔和、豐滿。山楂果醋不僅具有醋酸的清香,還有山楂的果香。所以山楂果醋是既有食用價(jià)值,又有保健功能的新一代保健食品。山楂果醋的開(kāi)發(fā)為山楂開(kāi)辟了一條新的加工途徑,用果醋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的糧食醋,一方面可以節(jié)約寶貴的糧食資源,另一方面,也能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)天然保健食品的需求。1材料、機(jī)器和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料山楂果:產(chǎn)于河北;果膠酶:購(gòu)于諾維信公司北京分公司;酵母:葡萄酒干酵母;醋酸菌:滬釀1.01醋酸菌。1.2單道打漿機(jī)、板框過(guò)濾機(jī)和空氣搖床FUL-30L生化反應(yīng)罐(上海國(guó)強(qiáng)生化工程裝備有限公司);單道打漿機(jī)(英國(guó)ARMFIELD);板框過(guò)濾機(jī)(浙江省海寧市豐源過(guò)濾設(shè)備有限公司);空氣搖床(哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司);旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀(德國(guó)HEIDOLPH公司)。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1測(cè)定指標(biāo)和方法總糖的測(cè)定:斐林間接法;總酸的測(cè)定:參照GB/T12293—1990的方法測(cè)定;蛋白質(zhì)的測(cè)定:參照GB/T5009.5—2003的方法測(cè)定;脂肪的測(cè)定:參照GB/T5009.6—2003的方法測(cè)定;Vc的測(cè)定:參照GB/T5009.86—2003熒光法的方法測(cè)定;固形物的測(cè)定:用折光法測(cè)定;乙醇體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定:參照GB/T5009.48—2003中的方法測(cè)定。1.3.2山山楂果醋發(fā)酵過(guò)程1.3.2.1一般流程山楂→清水洗滌→浸泡消毒→清水漂洗→破碎→軟化滅酶→打漿去核→酶解→過(guò)濾→成分調(diào)整→滅酶殺菌→乙醇發(fā)酵→過(guò)濾→醋酸發(fā)酵→濃縮→包裝1.3.2.山楂汁的制備山楂果醋的全液態(tài)發(fā)酵釀制包括山楂取汁,山楂汁乙醇發(fā)酵和山楂酒醋酸發(fā)酵3個(gè)階段。山楂取汁是其中重要環(huán)節(jié)。由于山楂果實(shí)富含果膠(2.5%～6%),汁液少而粘稠,果肉質(zhì)地緊密,果核所占比例較大(質(zhì)量比約20%)。由此決定了山楂很難或不能直接榨汁。傳統(tǒng)的山楂汁生產(chǎn)采用熱浸提法取汁。在加熱軟化和滲浸工序中,通常軟化溫度達(dá)85～95℃,軟化20～30min,自然冷卻后浸提12～24h。如此高溫和長(zhǎng)時(shí)間的熱處理,必然會(huì)造成山楂營(yíng)養(yǎng)成分的很大損失。而采用酶法取汁,對(duì)山楂果進(jìn)行酶法液化處理后壓榨取汁,制得的山楂汁不僅感官質(zhì)量好,營(yíng)養(yǎng)成分損失少,而且山楂原汁含量比熱浸法高得多。本實(shí)驗(yàn)采用的山楂汁酶法提取工藝流程如下:山楂→揀選→清洗→破碎(8～10mm)→加熱至90℃(鈍化酶)→冷卻至(30～45℃)→酶解處理(2～4h)→榨汁1.3.2.乙醇發(fā)酵工藝參數(shù)的確定(1)工藝過(guò)程。傳統(tǒng)的乙醇發(fā)酵使用的酵母一般要從斜面菌種開(kāi)始經(jīng)逐級(jí)擴(kuò)培才能投入到生產(chǎn)中使用。這種方法操作繁雜、費(fèi)時(shí),而且在擴(kuò)培過(guò)程中容易受雜菌的污染。從1990年代初開(kāi)始,在釀酒行業(yè)中推廣使用活性干酵母,特別是耐高溫酒精活性干酵母的推出,大大簡(jiǎn)化了乙醇發(fā)酵過(guò)程的控制環(huán)節(jié)。具有發(fā)酵周期短,糖利用率高,乙醇生成多,酸度低等特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)中山楂汁乙醇發(fā)酵直接采用添加葡萄酒干酵母的液態(tài)發(fā)酵法。工藝流程為:理論上產(chǎn)生1°醋酸約需要1°乙醇,而在乙醇發(fā)酵中每生成1°乙醇約需要消耗2°糖。因此要想得到醋酸濃度為5%～7%的成品,則需要12%～14%的糖。由于制得的山楂原汁含糖量較低,故要對(duì)山楂汁的成分進(jìn)行調(diào)整,通過(guò)添加蔗糖使山楂汁的糖度達(dá)12%～14%。乙醇發(fā)酵采用的活性干酵母必須經(jīng)復(fù)水激活后才能使用。其活化過(guò)程如下:葡萄酒酵母→復(fù)水(10min)→活化(4～5h)→發(fā)酵罐(用量為投料量的0.1%)復(fù)水操作:1份糖化醪加3份水,加熱至40℃,把葡萄酒干酵母溶解加入溶液中攪勻,每間隔30min攪拌1次,如此活化4～5h后投入發(fā)酵罐中使用。影響乙醇發(fā)酵的主要因素有干酵母的活化條件、酵母添加量和發(fā)酵溫度,通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最佳的乙醇發(fā)酵工藝參數(shù)。(2)酵母菌種對(duì)山楂汁乙醇發(fā)酵的影響。按0.1%的接種量分別在糖度為12%的山楂汁中接入葡萄酒干酵母和經(jīng)擴(kuò)培的斜面菌種,發(fā)酵溫度為30℃。測(cè)定乙醇含量至5%所需要的時(shí)間。(3)乙醇干酵母活化條件對(duì)乙醇發(fā)酵的影響。葡萄酒干酵母采用不同的條件活化后,進(jìn)行乙醇發(fā)酵,通過(guò)測(cè)定酵母出芽率和酵母計(jì)數(shù)來(lái)確定最佳活化條件。活化介質(zhì)分別為溫水、稀糖液,活化時(shí)間為30min,對(duì)照組不經(jīng)活化直接加入進(jìn)行發(fā)酵。(4)酵母添加量對(duì)發(fā)酵的影響。葡萄酒干酵母經(jīng)過(guò)復(fù)水、活化,加入調(diào)整成分的山楂汁中,加入量選擇0.05%、0.1%、0.5%、1%,在34℃發(fā)酵測(cè)定溶液中總糖降至1%以下所需的時(shí)間。(5)溫度對(duì)發(fā)酵的影響。發(fā)酵溫度的高低決定了活性干酵母的活性,實(shí)驗(yàn)中選擇酶母添加量為0.1%,發(fā)酵溫度分別為25℃、30℃、35℃、40℃,發(fā)酵24h,測(cè)定溶液中乙醇的生成量。1.3.2.菌種的活化和接種(1)醋酸菌的激活。菌種置于安瓿瓶,用75%的乙醇消毒30min,火焰燒灼。滴加無(wú)菌水,使菌種懸浮,全部轉(zhuǎn)移到激活培養(yǎng)基中,30℃培養(yǎng)48h,至表面形成明顯菌膜,再?gòu)闹修D(zhuǎn)接至斜面培養(yǎng)基中,30℃培養(yǎng)24h,至形成菌落,5℃培養(yǎng)箱保存,可使用1個(gè)月。1個(gè)月后,菌種需要活化和轉(zhuǎn)接。(2)醋酸菌的擴(kuò)培。將葡萄糖、酵母膏和CaCO3溶于水中,分裝于250mL三角瓶,裝液量100mL。在100kPa表壓下滅菌30min,冷至室溫,按無(wú)菌操作。加入乙醇,每只斜面菌種接1支三角瓶。在32～34℃下往復(fù)搖床上培養(yǎng)24h,鏡撿菌體生長(zhǎng)正常無(wú)雜菌污染,即可使用。(3)山楂醋酸發(fā)酵。采用液體深層發(fā)酵法。將山楂酒去除酵母,然后加入事先培養(yǎng)好的醋酸培養(yǎng)液,接種量為10%,攪勻,溫度控制在34℃,前期通氣量為0.13vvm,中期為0.17vvm,后期為0.13vvm,在攪拌下發(fā)酵,維持72h即可結(jié)束。1.3.2.葡萄酒干酵母發(fā)酵浸泡消毒:山楂果用0.01%NaHSO3溶液浸泡1h。破碎:山楂果破碎為8～10mm大小。軟化滅酶:90℃,5min,加水量2倍果重。打漿去核:篩網(wǎng)為20目。酶解:調(diào)整溫度為45℃,果膠酶使用量為0.02%,酶解2h。過(guò)濾:粗濾過(guò)80目。成分調(diào)整:用蔗糖調(diào)整溶液固形物為15%左右。滅酶殺菌:90℃,3min。酒精發(fā)酵:冷卻至30℃,接10%葡萄酒干酵母,發(fā)酵96h。醋酸發(fā)酵:34℃,接種量為10%醋酸菌,通氣發(fā)酵72h。濃縮:50℃,真空度為濃縮果醋至固形物為34%。2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2.1生產(chǎn)階段總糖、總酸、總酸含量的變化在山楂果醋生產(chǎn)的不同階段分別取樣,檢測(cè)了總糖、總酸、蛋白質(zhì)、脂肪等成分在不同生產(chǎn)階段的含量變化。從表1可看出,VC的含量在生產(chǎn)過(guò)程中有所減少。2.2山楂發(fā)育液成分分析考察了酸度、總糖、總酸、固形物和乙醇體積分?jǐn)?shù)在不同發(fā)酵時(shí)間的變化情況。2.3發(fā)酵過(guò)程中重要的參數(shù)變化2.3.1ph變化圖12.3.2總酸的變化圖22.3.3總糖的變化圖32.3.4乙醇體積份額的變化圖43乙醇、醋酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中確定了山楂果醋加工的工藝流程及工藝參數(shù)。山楂汁采用酶法提取,最佳提取工藝條件為:果膠酶使用量0.02%,酶解溫度45℃,酶解時(shí)間2h,加水量為果重的1～2倍;乙醇發(fā)酵直接采用葡萄酒干酵母,添加量為0.1%,發(fā)酵溫度控溫30℃,時(shí)間96h;醋酸發(fā)酵采用醋酸菌,醋酸