柠檬果醋醋酸发酵工艺的研究
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柠檬是一种具有极高食用价值的保健水果。以柠
檬果汁为原料发酵的新型果醋饮品,富含有机酸,维生
素,微量元素等营养物质,兼有柠檬和食醋的保健功
能,提高了柠檬的营养价值及经济价值。根据市场调
查,目前虽有多种以柠檬为原料制作的产品[1-2],但是,
还未发现有柠檬果醋饮料产品出售。本试验以柠檬果
汁为原料,采用液态表面发酵法研制果醋的发酵技术,
对柠檬果醋醋酸发酵过程进行研究,力图为柠檬果醋
饮料产品的进一步开发奠定一定的技术基础。
1材料与仪器
1.1材料
1.1.1试验材料
新鲜柠檬、安琪酿酒高活性干酵母、白砂糖、酵
母膏。1.1.2主要试剂
AS1.41,沪酿1.01,氢氧化钠(分析纯),无水乙醇
(分析纯),酚酞指示剂,蒸馏水。
1.1.3主要仪器
桌上式洁净工作台(VD-650):洛阳市科密欧化验
设备有限公司;恒温干燥箱(KXH101-2A):成都科析
仪器成套公司;恒温培养箱(KXB-11H):成都科析仪
器成套公司;电炉(HL-2):成都川西行科工贸有限公
司;真空干燥器;滴定装置;常用玻璃器皿。
2试验方法
2.1柠檬酒液的制备
取适量经酒精发酵后的柠檬酒液,根据测得的酒
精度,用无菌水将其稀释至所需要的大概酒精度,然后
再用无水乙醇精确调整至后面各个发酵试验所需要
的酒精度。
2.2菌种的制备
购得成熟的二级菌种,直接用于柠檬酒液的接种。柠檬果醋醋酸发酵工艺的研究
王毅1,刘学文1,*,伍学明2
(1.四川大学食品科学与工程系,四川成都610065;2.恒泰企业投资有限公司,四川眉山620010)
摘要:以柠檬果汁为原料,采用液态表面发酵法研制果醋的发酵技术,对柠檬果醋醋酸发酵过程进行研究。通过单因素试验和正交试验,得出醋酸发酵最佳发酵条件,即酒精度6%,温度30℃,接种量10%,醋酸产量可达到5.91g/100mL。试验结果可以为柠檬果醋饮料产品的进一步开发奠定一定的技术基础。关键词:柠檬;果醋;醋酸发酵
TheResearchoftheLemonVinegar’sAceticFermentTechnology
WANGYi1,LIUXue-wen1,*,WUXue-ming2
(1.DepartmentofFoodScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,Sichuan,China;2.Hengtai
EnterpriseInvestmentCo.,Ltd.,Meishan620010,Sichuan,China)
Abstract:Uselemonjuiceasrawmaterial,usingliquidsurfacefermentationtoresearchthefermentation
technologyoffruitvinegar,studytheprocessoflemonvinegaraceticfermentation.Bysinglefactorexperiment
andtheorthogonalexperiment,thebestaceticfermentationconditionswereobtained,appropriateinoculum
concentration10%,alcoholicstrength6%,temperature30℃,theproductionofaceticacidcanbereached
5.91g/100mL.Theresultsarethetechnologyfoundationsthatcanbeusedforthefurtherdevelopmentoflemon
vinegardrinks.
Keywords:lemon;fruitvinegar;aceticfermentation
作者简介:王毅(1985—),男(汉),硕士研究生,研究方向:食品化学与工程。*通信作者:刘学文(1952—),男(汉),教授。应用技术2011年1月第32卷第1期食品研究与开发
FoodResearchAndDevelopment75王毅,等:柠檬果醋醋酸发酵工艺的研究
2.3氮源对醋酸发酵的影响
酒精发酵结束后,在发酵液中分别加入灭过菌的
1%酵母膏,2g/100mL氯化铵,来做对比试验,并作空
白试验。在醋酸发酵液中接入5%ASl.41+5%沪酿
1.01,然后置于34℃电热恒温箱中培养10d,观察发
酵情况。
2.4醋酸发酵菌种的选择试验设计
目前我国用于液态制醋的醋酸菌有ASl.41和沪
酿1.01。本试验对2种菌进行了对比试验,设计了3个
接种水平,分别为接种10%ASl.41;10%沪酿1.01;
5%ASl.41+5%沪酿1.01。其他试验条件为,温度34℃,
酒精度6%,连续发酵10d,每隔24h测其酸度,发酵
结束后感官评价其香味口感色泽。
2.5接种量对醋酸发酵的影响试验设计
设计4个接种量水平分别为5%、10%、15%、20%,
按ASl.41和沪酿1∶1的比列接种,即2.5%ASl.41+
2.5%沪酿1.01;5%ASl.41+5%沪酿1.01;7.5%ASl.41+
7.5%沪酿1.01;10%ASl.41+10%沪酿1.01。其它发酵
条件为温度34℃,酒精度6%,连续发酵10d,每隔24h
测其酸度,发酵结束后感官评价其香味口感色泽。
2.6酒精度对醋酸发酵的影响试验设计
试验设计4个酒精浓度水平分别5%、6%、7%、
8%,发酵条件,温度34℃,接种5%ASl.41+5%沪酿
1.01,酒精度6%,每隔24h测定酸含量,根据试验结
果,来确定酒精度的适宜范围。
2.7温度对醋酸发酵的影响试验设计
试验设计3个温度水平,分别是30、34、38℃,其
他发酵条件,酒精度6%,接种5%ASl.41+5%沪酿
1.01。
3结果与分析
3.1氮源对醋酸发酵的影响
因醋酸菌需要一定的氮源才能生长繁殖,故氮源
对发酵过程会有一定的影响。分别采用添加酵母膏,
添加氯化铵和未添加氮源进行试验,结果见表1。
从表1可以看出,在不加氮源的空白试验和以氯
化铵作为氮源的试验中,醋酸菌均不生长,说明酒精
发酵后的发酵液无法满足醋酸菌生长的营养需要,因
此在醋酸发酵时应加入1%酵母膏。3.2醋酸发酵菌种的选择
不同菌种对醋酸发酵影响如表2所示,不同菌种
对醋酸发酵过程总酸的影响见图1。
从图1可以看出,3组试验中产酸量均在第9天
达到最高值。分析表2的试验结果,可得AS1.41的产
酸量最大,沪酿1.01次之,混菌接种的产酸量最少;感
官评价中,混菌接种产品的口感,品质较好。2种菌以
1∶1的比例接种后所得产酸量比另外2个对比试验的
相差不大,但由于产品的口感和品质十分重要,在此基
础考虑,得出,2种菌以1∶1的比例接种比较合适。
3.3接种量对醋酸发酵的影响
分别用5%、10%、15%、20%的接种量,其他条
件按2.5下进行试验,结果见表3。不同接种量对醋酸
发酵的影响见图2。
表1醋酸菌的生长情况Table1Thegrowthconditionofaceticacidbacteria氮源醋酸菌生长情况1%酵母膏生长2g/100mL氯化铵不生长空白不生长图1不同菌种对醋酸发酵过程中总酸的影响Fig.1Theeffectoftotalacidityofdifferentstrainsonaceticacidfermentation表2菌种对醋酸发酵的影响Table2Theeffectofbacteriaonaceticacidfermentation菌种产酸量/(g/100mL)感官评价ASl.414.838口感欠佳,香味不纯正沪酿1.014.655口感有点刺激,香味不纯正ASl.41+沪酿1.014.6315口感柔和,香味纯正
图2接种量对醋酸发酵的影响Fig.2Theeffectofinoculationamountonaceticacidfermentation表3接种量对醋酸发酵的影响Table3Theeffectofinoculationamountonaceticacidfermentation接种量/%产酸/(g/100mL)54.868104.988154.959204.808应用技术76从表3看出,接种量为10%的产酸量最大。从图2
得出,当接种量为10%、15%、20%时,在发酵第8天
其产酸量均达到最高值,而接种量为5%的产酸量则
在发酵第9天达到最大值,综上所述:确定适宜接种量
范围是5%~15%。
3.4酒精度对醋酸发酵的影响
分别采用5%、6%、7%、8%的酒精浓度,按照
2.6所示条件试验,结果如表4所示,图3为酒精度对
醋酸发酵的影响图。
从表4可以看出,当酒精度为5%时,产酸率最
高。分析图3可得,要达到国家卫生标准食醋醋酸含
量不低于3.4%,因此醋酸发酵前酒精含量至少4.3%。
综上所述,4.3%~6%是试验确定的醋酸发酵的酒精
度合适范围。
3.5温度对醋酸发酵的影响
分别用30、34、38℃的温度,其他条件按2.7进行
试验,结果见表5。温度对醋酸发酵的影响见图4。从表5可得,当温度大于30℃时,随着温度的升
高,产酸量开始下降,温度过低,菌体生长和菌数繁殖
缓慢,从而使发酵周期延长,生产效率降低。因此发酵
的合适温度范围是:30℃~34℃。
3.6柠檬果醋醋酸发酵正交试验结果
正交试验结果如表6所示。
由试验结果表6可得,3个因素的主次关系是:A
(酒精度)>C(接种量)>B(温度)。加酒精度、接种量对
醋酸发酵有显著影响,温度的影响则相对较小。9个试
验中最优组合为4号,A2B1C2,即酒精度6.0%,温度30℃,
接种量10%,在此条件下,醋酸产量可达5.91g/100mL。
4结论
1)发酵菌种、底物浓度、温度、接种量是醋酸发酵
过程中的重要影响因子。通过对ASI.41和沪酿1.01两
种醋酸菌的对比试验,得出ASI.41和沪酿1.01以1∶1
的比例接种,最终酸度与其他对比组试验的酸度相差
较小,且香气较好,在考虑感官评价的基础上,混菌发
酵比较适合醋酸发酵。
2)在醋酸发酵规律的研究过程中,分别对接种量、
酒精度、温度做了单因素试验,确定出其最适范围为:
得出醋酸发酵的最佳氮源是1%酵母膏,适宜接种量
10%~15%,酒精度5%~6%,温度范围30℃~34℃。
3)通过正交试验得出,3个因素的主次关系是:A
(酒精度)>C(接种量)>B(温度),最优组合为:A2B1C2,
即酒精度6.0%,温度30℃,接种量10%,在此条件
下,醋酸产量可达5.91g/100mL。表4酒精度对醋酸发酵的影响Table4Theeffectofalcoholconcentrationonaceticacidfermentation酒精度/%产酸率/%595.229683.369769.287847.525
图3酒精度对醋酸发酵的影响Fig.3Theeffectofalcoholconcentrationonaceticacidfermentation
表5温度对醋酸发酵的影响Table5Theeffectoftemperatureonaceticacidfermentation温度/℃产酸量/(g/100mL)305.266345.074384.868
图4温度对醋酸发酵的影响Fig.4Theeffectoftemperatureonaceticacidfermentation表6醋酸发酵优化正交试验结果Table6Resultsoforthogonalexperimentsaboutaceticacidfermentation试验序号123456789K1K2K3k1k2k3RA酒精度/%1(5.0)112(6.0)223(7.0)3315.9616.6315.65.325.545.21.03B温度/℃1(30)2(34)3(38)12312316.1616.3715.665.395.475.220.71C接种量/%1(5)2(10)3(15)23131215.4316.4416.325.145.485.441.01空列123312231产酸量/(g/100mL)4.935.555.485.915.525.25.325.34.98应用技术王毅,等:柠檬果醋醋酸发酵工艺的研究77