陳華東，丁宏武，余兆碩，呂雯姣，黃宏偉，麻成金

(吉首大學(xué)食品科學(xué)研究所，湖南　吉首　416000)

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芋頭醋釀造工藝研究*

陳華東，丁宏武，余兆碩，呂雯姣，黃宏偉，麻成金

(吉首大學(xué)食品科學(xué)研究所，湖南吉首416000)

以湖南西部芋頭為原料開發(fā)新型醋，通過單因素試驗(yàn)探討搖床轉(zhuǎn)速、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度以及醋酸菌接種量對(duì)芋頭醋醋酸發(fā)酵的影響，并采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化芋頭醋釀造工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，芋頭醋發(fā)酵的最佳工藝條件為：搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，發(fā)酵時(shí)間為7 d，發(fā)酵溫度32 ℃，醋酸菌接種量0.8%。在此條件下得到產(chǎn)酸量為3.96 g/100 mL，淡黃色，香氣濃郁，營養(yǎng)豐富的芋頭釀造醋。

芋頭；芋頭醋；酒精發(fā)酵；醋酸發(fā)酵

芋頭(OlocasiaesculentaL.)別名芋魁，俗稱芋艿，屬天南星科草本植物[1]，與其他塊莖和塊狀植物相比，芋頭具有高的營養(yǎng)價(jià)值[2]。芋頭含有較多的維生素B1、B2，氟的含量也較高，有潔齒防齲、保護(hù)牙齒的作用[3]，同時(shí)富含多糖，能增強(qiáng)人體的免疫功能[4]。

傳統(tǒng)的食醋是以糧食為原料發(fā)酵而得，而以果蔬為原料釀造等果醋，不僅兼有傳統(tǒng)食醋的風(fēng)味，而且還具有果蔬發(fā)酵特有的風(fēng)味和功能[5]。用芋頭汁發(fā)酵生產(chǎn)的果醋是集營養(yǎng)、食療、保健等功能為一體的新型飲品[6]。本研究以湖南西部出產(chǎn)的芋頭為原料，經(jīng)過酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵一系列工藝得到芋頭釀造醋，并采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化工藝參數(shù)，旨在為芋頭深加工提供技術(shù)參考。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)儀器

SPX-250B-Z生化培養(yǎng)箱；DS-1電動(dòng)組織搗碎機(jī)；HZQ-QA全溫培養(yǎng)搖床；HH-S2恒溫水浴鍋；LXJ-IIB離心機(jī)；數(shù)字式pH計(jì)；YXQ-SG46-280S手提式壓力蒸汽滅菌鍋；酒精度折光儀；WYT手持糖量計(jì)；FA2004電子天平。

1.2實(shí)驗(yàn)材料

芋頭：購于吉首市陽光超市，選取無機(jī)械損傷及未腐爛的優(yōu)良芋頭。

高溫α-淀粉酶(40000 U/g)、糖化酶(100000 U/g)，上海佳和生物科技有限公司；活性釀酒干酵母，湖北安琪公司；釀醋醋酸菌，上海佳民釀造食品有限公司；蔗糖、檸檬酸、食用酒精等均為食品級(jí)。

1.3工藝流程與操作要點(diǎn)

1.3.1工藝流程

芋頭→洗凈、去皮→切片→打漿→酶解(果膠酶和纖維素酶)→澄清→過濾→澄清芋頭汁→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→陳釀→芋頭醋

1.3.2操作要點(diǎn)

原料預(yù)處理：為了不影響芋頭汁的色、香、味及減少微生物的污染，必須剔除有病蟲害和腐爛品等劣質(zhì)果實(shí)。選好果后，采用流水漂洗，洗凈芋頭上泥土、去除雜污物。洗凈的芋頭用刮皮刀去除芋頭表皮后切成小塊，放入搗碎機(jī)，過80目的篩濾分離出芋頭漿。

酶解及調(diào)整糖度：加入0.07%(V/V)纖維素酶及0.1%(V/V)果膠酶，于45 ℃下酶解90 min。經(jīng)酶解處理后的果汁用糖度測(cè)量計(jì)測(cè)定糖度，將糖度調(diào)整到17°Bx。

酵母菌活化：取原料量0.1%的活性干酵母，按照1:20的比例投放于38 ℃的溫水中，調(diào)成乳液，在35～38 ℃的恒溫水中復(fù)水活化2 h即可使用。

酒精發(fā)酵：酶解后的芋頭汁中接入活化好的酵母菌培養(yǎng)液，酒精發(fā)酵在密閉容器中進(jìn)行，溫度保持在28 ℃，發(fā)酵 7 d。當(dāng)酒精含量達(dá)到7.0%以上、殘?zhí)橇靠刂圃?%左右時(shí)就可轉(zhuǎn)入醋酸發(fā)酵。

醋酸菌活化：1%葡萄糖，1%酵母膏，3%的90%酒精活化，100 mL培養(yǎng)基中，培養(yǎng)溫度28～30 ℃，培養(yǎng)24 h直接使用。

醋酸發(fā)酵：加入活化好的醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間控制在7 d左右，定期測(cè)量其醋酸含量，若其含量達(dá)6%以上且酸度升高緩慢時(shí)，醋酸發(fā)酵即結(jié)束。

陳釀：將得到的醋放入瓷缸中，密封，在避光恒溫環(huán)境中陳釀2～3個(gè)月，得到陳釀?dòng)箢^醋。

1.4研究方法

1.4.1單因素實(shí)驗(yàn)

選取搖床轉(zhuǎn)速、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、醋酸菌接種量為考察因素，以酸度值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，探討各因素對(duì)醋酸發(fā)酵的影響[7]。

1.4.2正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

單因素基礎(chǔ)上，以搖床轉(zhuǎn)速、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、醋酸菌接種量作為考察因素，以酸度值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)L9(34)，對(duì)發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)[7]。

1.4.3指標(biāo)的測(cè)定

糖度測(cè)定：手持糖度計(jì)；酸度的測(cè)定：酸堿滴定法；pH值的測(cè)定：pH計(jì)；酒精含量的測(cè)定：酒精度折光儀。

2　結(jié)果與討論

2.1酒精發(fā)酵實(shí)驗(yàn)

在糖度調(diào)整為17%的芋頭酶解汁液中，活性干酵母用量0.1%，用檸檬酸調(diào)整pH為4.0，混合均勻，在28 ℃條件下恒溫發(fā)酵7 d，得芋頭酒，將酒精度調(diào)整為6%(V/V)，pH為4.5，用于后續(xù)醋酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。

2.2芋頭醋醋酸發(fā)酵單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1搖床轉(zhuǎn)速對(duì)芋頭醋酸發(fā)酵效果的影響

圖1　搖床轉(zhuǎn)速對(duì)酸度的影響

芋頭酒精發(fā)酵液酒精度為6%，醋酸菌接種量為0.6%，發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間6 d，搖床轉(zhuǎn)速分別為80 r/min、100 r/min、120 r/min、140 r/min、160 r/min、180 r/min，進(jìn)行搖床轉(zhuǎn)速對(duì)芋頭醋酸發(fā)酵效果影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

根據(jù)圖1可知，搖床轉(zhuǎn)速小于140 r/mim范圍內(nèi)，芋頭醋醋酸酸度隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，超過140 r/mim后，酸度增加較小，搖床轉(zhuǎn)速選擇140 r/mim即可。

2.2.2發(fā)酵時(shí)間對(duì)芋頭醋醋酸發(fā)酵效果的影響

芋頭酒精發(fā)酵液酒精度為6%，醋酸菌接種量為0.6%，發(fā)酵溫度30 ℃，搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，發(fā)酵時(shí)間分別選擇3、4、5、6、7、8 d，進(jìn)行發(fā)酵時(shí)間對(duì)芋頭醋酸發(fā)酵效果影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2　發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸度的影響

根據(jù)圖2可知，發(fā)酵時(shí)間在4～7 d時(shí)，芋頭醋醋酸發(fā)酵酸度隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而升高，并在7 d時(shí)，芋頭醋醋酸發(fā)酵酸度達(dá)到最大值，選擇7 d的發(fā)酵時(shí)間較為適宜。

2.2.3發(fā)酵溫度對(duì)芋頭醋醋酸發(fā)酵效果的影響

芋頭酒精發(fā)酵液酒精度為6%，醋酸菌接種量為0.6%，搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，發(fā)酵時(shí)間6 d，發(fā)酵溫度分別設(shè)定26、28、30、32、34 ℃，進(jìn)行發(fā)酵溫度對(duì)芋頭醋酸發(fā)酵效果影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖3。

圖3　發(fā)酵溫度對(duì)酸度的影響

根據(jù)圖3可知，在發(fā)酵溫度26～32 ℃內(nèi)，醋酸度隨溫度增加而增加，在32 ℃達(dá)到頂點(diǎn)，超過32 ℃，醋酸菌活力下降，減少醋酸產(chǎn)生量。

2.2.4醋酸菌接種量對(duì)芋頭醋醋酸發(fā)酵效果的影響

圖4　醋酸菌接種量對(duì)酸度的影響

芋頭酒精發(fā)酵液酒精度為6%，搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，發(fā)酵時(shí)間6 d，發(fā)酵溫度30 ℃，醋酸菌接種量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，進(jìn)行醋酸菌接種量對(duì)芋頭醋酸發(fā)酵效果的影響實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖4。

根據(jù)圖4可知， 醋酸菌接種量在0.2%～0.6%的范圍內(nèi)，醋酸度隨接種量增加而增加，而接種量超過0.6%，醋酸量的增加不明顯。

2.3芋頭醋醋酸發(fā)酵的正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

表1　芋頭醋醋酸發(fā)酵正交實(shí)驗(yàn)因素水平

表2　芋頭醋醋酸發(fā)酵的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

由表2可知，4個(gè)因素的極差R大小關(guān)系為：RC>RB>RD>RA，所以影響芋頭醋酸發(fā)酵的4個(gè)因素的主次關(guān)系依次為C(發(fā)酵溫度)>B(發(fā)酵時(shí)間)>D(醋酸菌接種量)>A(搖床轉(zhuǎn)速)。最佳工藝水平為A2B2C2D3，即搖床轉(zhuǎn)速為140 r/min，發(fā)酵時(shí)間為7 d，發(fā)酵溫度為32 ℃，醋酸菌接種量為0.8%，在此優(yōu)化工藝條件下，進(jìn)行3組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)酸量平均值為3.96 g/100 mL。

3　結(jié)　論

以新鮮芋頭為實(shí)驗(yàn)原料，芋頭打漿酶解澄清后，用蔗糖調(diào)糖度為17%，用檸檬酸調(diào)pH為4.0，活性干酵母用量0.1%，混合均勻，在28 ℃條件恒溫發(fā)酵7 d，得芋頭酒精發(fā)酵液，調(diào)整酒精度為6%(V/V)，然后進(jìn)行醋酸發(fā)酵。然后在芋頭醋醋酸發(fā)酵單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化芋頭醋發(fā)酵工藝條件為：搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，發(fā)酵時(shí)間7 d，發(fā)酵溫度32 ℃，醋酸菌接種量0.8%，在此條件下的產(chǎn)酸量3.96 g/100 mL。經(jīng)陳釀后得芋頭醋，呈淡黃色，有較好的芋香，入口滋味酸度適口，無不良味。

[1]姜紹通,殷嘉憶,王華林,等. 響應(yīng)面法優(yōu)化酶法提取芋頭淀粉工藝參數(shù)[J].食品科學(xué),2014,35(6):24-29.

[2]孫忠偉,張燕萍,向傳萬. 芋頭淀粉的分離和純化[J].食品與發(fā)酵工藝, 2004,30(3):117-121.

[3]朱英蓮. 低度芋頭汁酒精發(fā)酵生產(chǎn)工藝研究[J].食品科技, 2015,40(1):51-53.

[4]戴緣緣,潘麗軍,姜紹通,等. 中心組合設(shè)計(jì)優(yōu)化芋頭漿糖化工藝[J].食品科學(xué), 2015,3(6):86-89.

[5]劉耀璽. 果醋的營養(yǎng)價(jià)值與保健功能[J].中國調(diào)味品, 2014,38(10):136-140.

[6]吳婧婧,梁貴秋,陸春霞,等. 桑椹果醋的功能性研究以及發(fā)展現(xiàn)[J].廣西蠶業(yè), 2012,49(1):67-71.

[7]林順,熊漢國,涂艷華. 紫薯醋釀造工藝研究[J]. 糧食與飼料工業(yè),2015(9):34-37.

Study on Brewing Technique of Taro Vinegar*

CHENHua-dong,DINGHong-wu,YUZhao-shuo,LVWen-jiao，HUANGHong-wei,MACheng-jin

(Institute of Food Science, Jishou University, Hunan Jishou 416000, China)

Taro of West Hunan was used as raw material to develop new vinegar, its fermentation conditions were explored and optimized. By single factor and orthogonal experiments, the table speed, fermentation time, fermentation temperature and acetic acid bacteria inoculation quantity of taro vinegar acetic acid fermentation were studied. The effects of taro vinegar fermentation optimization of process conditions were determined as follows: table speed of 140 r/min, fermentation time of 7 d, fermentation temperature of 32 ℃, with 0.8% acetic acid bacteria inoculation quantity. Under the conditions of the optimization, yellow and nutrient-rich taro vinegar was produced with acid production of 3.96 g/100 mL and strong fragrance.

taro; taro vinegar; alcoholic fermentation; acetic acid fermentation

吉首大學(xué)校級(jí)科研項(xiàng)目(14JDX025)。

陳華東(1994-)，男，本科在讀，研究方向?yàn)槭澄镔Y源研究與利用。

麻成金(1963-)，男，教授。

TS264.2

A

1001-9677(2016)05-0079-03