山楂果醋的深层发酵工艺研究

山楂果醋的深层发酵工艺研究

山楂的生吃品味很高，影响了山楂及其产品的销售。山楂果醋的发展弥补了山楂味道的大缺陷。同时山楂中的有机酸丰富了果醋的酸味,使醋味柔和、丰满。山楂果醋不仅具有醋酸的清香,还有山楂的果香。所以山楂果醋是既有食用价值,又有保健功能的新一代保健食品。山楂果醋的开发为山楂开辟了一条新的加工途径,用果醋代替传统的粮食醋,一方面可以节约宝贵的粮食资源,另一方面,也能满足人们日益增长的对天然保健食品的需求。1材料、机器和方法1.1实验材料山楂果:产于河北;果胶酶:购于诺维信公司北京分公司;酵母:葡萄酒干酵母;醋酸菌:沪酿1.01醋酸菌。1.2单道打浆机、板框过滤机和空气摇床FUL-30L生化反应罐(上海国强生化工程装备有限公司);单道打浆机(英国ARMFIELD);板框过滤机(浙江省海宁市丰源过滤设备有限公司);空气摇床(哈尔滨东联电子技术开发有限公司);旋转薄膜蒸发仪(德国HEIDOLPH公司)。1.3实验方法1.3.1测定指标和方法总糖的测定:斐林间接法;总酸的测定:参照GB/T12293—1990的方法测定;蛋白质的测定:参照GB/T5009.5—2003的方法测定;脂肪的测定:参照GB/T5009.6—2003的方法测定;Vc的测定:参照GB/T5009.86—2003荧光法的方法测定;固形物的测定:用折光法测定;乙醇体积分数的测定:参照GB/T5009.48—2003中的方法测定。1.3.2山山楂果醋发酵过程1.3.2.1一般流程山楂→清水洗涤→浸泡消毒→清水漂洗→破碎→软化灭酶→打浆去核→酶解→过滤→成分调整→灭酶杀菌→乙醇发酵→过滤→醋酸发酵→浓缩→包装1.3.2.山楂汁的制备山楂果醋的全液态发酵酿制包括山楂取汁,山楂汁乙醇发酵和山楂酒醋酸发酵3个阶段。山楂取汁是其中重要环节。由于山楂果实富含果胶(2.5%～6%),汁液少而粘稠,果肉质地紧密,果核所占比例较大(质量比约20%)。由此决定了山楂很难或不能直接榨汁。传统的山楂汁生产采用热浸提法取汁。在加热软化和渗浸工序中,通常软化温度达85～95℃,软化20～30min,自然冷却后浸提12～24h。如此高温和长时间的热处理,必然会造成山楂营养成分的很大损失。而采用酶法取汁,对山楂果进行酶法液化处理后压榨取汁,制得的山楂汁不仅感官质量好,营养成分损失少,而且山楂原汁含量比热浸法高得多。本实验采用的山楂汁酶法提取工艺流程如下:山楂→拣选→清洗→破碎(8～10mm)→加热至90℃(钝化酶)→冷却至(30～45℃)→酶解处理(2～4h)→榨汁1.3.2.乙醇发酵工艺参数的确定(1)工艺过程。传统的乙醇发酵使用的酵母一般要从斜面菌种开始经逐级扩培才能投入到生产中使用。这种方法操作繁杂、费时,而且在扩培过程中容易受杂菌的污染。从1990年代初开始,在酿酒行业中推广使用活性干酵母,特别是耐高温酒精活性干酵母的推出,大大简化了乙醇发酵过程的控制环节。具有发酵周期短,糖利用率高,乙醇生成多,酸度低等特点。本实验中山楂汁乙醇发酵直接采用添加葡萄酒干酵母的液态发酵法。工艺流程为:理论上产生1°醋酸约需要1°乙醇,而在乙醇发酵中每生成1°乙醇约需要消耗2°糖。因此要想得到醋酸浓度为5%～7%的成品,则需要12%～14%的糖。由于制得的山楂原汁含糖量较低,故要对山楂汁的成分进行调整,通过添加蔗糖使山楂汁的糖度达12%～14%。乙醇发酵采用的活性干酵母必须经复水激活后才能使用。其活化过程如下:葡萄酒酵母→复水(10min)→活化(4～5h)→发酵罐(用量为投料量的0.1%)复水操作:1份糖化醪加3份水,加热至40℃,把葡萄酒干酵母溶解加入溶液中搅匀,每间隔30min搅拌1次,如此活化4～5h后投入发酵罐中使用。影响乙醇发酵的主要因素有干酵母的活化条件、酵母添加量和发酵温度,通过实验来确定最佳的乙醇发酵工艺参数。(2)酵母菌种对山楂汁乙醇发酵的影响。按0.1%的接种量分别在糖度为12%的山楂汁中接入葡萄酒干酵母和经扩培的斜面菌种,发酵温度为30℃。测定乙醇含量至5%所需要的时间。(3)乙醇干酵母活化条件对乙醇发酵的影响。葡萄酒干酵母采用不同的条件活化后,进行乙醇发酵,通过测定酵母出芽率和酵母计数来确定最佳活化条件。活化介质分别为温水、稀糖液,活化时间为30min,对照组不经活化直接加入进行发酵。(4)酵母添加量对发酵的影响。葡萄酒干酵母经过复水、活化,加入调整成分的山楂汁中,加入量选择0.05%、0.1%、0.5%、1%,在34℃发酵测定溶液中总糖降至1%以下所需的时间。(5)温度对发酵的影响。发酵温度的高低决定了活性干酵母的活性,实验中选择酶母添加量为0.1%,发酵温度分别为25℃、30℃、35℃、40℃,发酵24h,测定溶液中乙醇的生成量。1.3.2.菌种的活化和接种(1)醋酸菌的激活。菌种置于安瓿瓶,用75%的乙醇消毒30min,火焰烧灼。滴加无菌水,使菌种悬浮,全部转移到激活培养基中,30℃培养48h,至表面形成明显菌膜,再从中转接至斜面培养基中,30℃培养24h,至形成菌落,5℃培养箱保存,可使用1个月。1个月后,菌种需要活化和转接。(2)醋酸菌的扩培。将葡萄糖、酵母膏和CaCO3溶于水中,分装于250mL三角瓶,装液量100mL。在100kPa表压下灭菌30min,冷至室温,按无菌操作。加入乙醇,每只斜面菌种接1支三角瓶。在32～34℃下往复摇床上培养24h,镜捡菌体生长正常无杂菌污染,即可使用。(3)山楂醋酸发酵。采用液体深层发酵法。将山楂酒去除酵母,然后加入事先培养好的醋酸培养液,接种量为10%,搅匀,温度控制在34℃,前期通气量为0.13vvm,中期为0.17vvm,后期为0.13vvm,在搅拌下发酵,维持72h即可结束。1.3.2.葡萄酒干酵母发酵浸泡消毒:山楂果用0.01%NaHSO3溶液浸泡1h。破碎:山楂果破碎为8～10mm大小。软化灭酶:90℃,5min,加水量2倍果重。打浆去核:筛网为20目。酶解:调整温度为45℃,果胶酶使用量为0.02%,酶解2h。过滤:粗滤过80目。成分调整:用蔗糖调整溶液固形物为15%左右。灭酶杀菌:90℃,3min。酒精发酵:冷却至30℃,接10%葡萄酒干酵母,发酵96h。醋酸发酵:34℃,接种量为10%醋酸菌,通气发酵72h。浓缩:50℃,真空度为浓缩果醋至固形物为34%。2实验数据2.1生产阶段总糖、总酸、总酸含量的变化在山楂果醋生产的不同阶段分别取样,检测了总糖、总酸、蛋白质、脂肪等成分在不同生产阶段的含量变化。从表1可看出,VC的含量在生产过程中有所减少。2.2山楂发育液成分分析考察了酸度、总糖、总酸、固形物和乙醇体积分数在不同发酵时间的变化情况。2.3发酵过程中重要的参数变化2.3.1ph变化图12.3.2总酸的变化图22.3.3总糖的变化图32.3.4乙醇体积份额的变化图43乙醇、醋酸发酵实验中确定了山楂果醋加工的工艺流程及工艺参数。山楂汁采用酶法提取,最佳提取工艺条件为:果胶酶使用量0.02%,酶解温度45℃,酶解时间2h,加水量为果重的1～2倍;乙醇发酵直接采用葡萄酒干酵母,添加量为0.1%,发酵温度控温30℃,时间96h;醋酸发酵采用醋酸菌,醋酸