1、1库尔勒香梨果醋生产过程中醋酸发酵工艺的优化摘要：为了提高库尔勒香梨的有效利用率，采用酒精发酵和醋酸发酵发酵工艺。在巴氏醋酸杆菌醋酸发酵过程中，研究了单因素巴氏醋酸杆菌添加量，发酵温度，酒精度对产酸的影响，单因素实验的基础上进行正交实验，结果表明醋酸发酵最佳工艺条件为：巴氏醋酸杆菌添加量12%，发酵温度 31，酒精度 8vol，单次发酵产酸量可达4.82g/100mL。在发酵过程中补加 2 次香梨原果酒以维持发酵液中酒精浓度为 7.5vol8.0vol，发酵周期 10d12d，醋酸浓度可达6.12g/100mL7.42g/100mL。 Abstract： In order to improve
2、 the effective utilization rate of the Korla fragrant pear， the alcohol fermentation and acetic acid fermentation process were been used. In the process of acetic acid fermentation of Acetobacter pasteurianus， the single factor Acetobacter pasteurianus addition， fermentation temperature and degree o
3、f alcohol effect on acid production were been studied. On the basis of single factor experiments of orthogonal experiment， the results showed that the optimum technological conditions of acetic acid fermentation： Acetobacter pasteurianus addition 12%， fermentation temperature 31， degree of alcohol 8
4、vol. Single 2fermentation acetic acid yield was up to 4.82g/100mL. In the fermentation process of acetic acid， supplemented two times original wine in order to maintain the alcohol concentration at 7.5vol 8vol. With the fermentation period of 10d12d， the concentration of acetic acid could reach 6.12
5、g/100mL 7.42g/100mL. 关键词：库尔勒香梨；醋酸发酵；果醋 Key words： Korla pear；acetic acid fermentation；fruit vinegar 中图分类号：TS264.22 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）01-0133-03 0 引言 库尔勒香梨是新疆特有的梨品种，主要产自库尔勒地区，栽培历史悠久，已有 14002000 年的历史。库尔勒香梨以皮薄肉嫩、汁多味甘、酥脆爽口、清香宜人的特点享誉中外。富含多种矿物质、维生素、氨基酸等微量营养成分1，营养丰富，因而受到国内外客商及广大消费者的青睐。在香梨的销售、储存、加
6、工等环节中会产生一定量残次果，如何将这些残次果变废为宝尤为关键。经过前期市场考察和调研，库尔勒香梨相关的果醋产品在市场仍处于空白2，同时果醋由于自身的优点被越来越多的消费者所接收。本研究以库尔勒香梨残次果为原料，经发酵、调配、稳定期实验、灌装等步骤，确定香梨果醋的原料、最佳的发酵工艺，生产出风味独特的香梨果醋，对香梨的残、次、落果进行综合利用，3使之转化成高附加值的产品，为香梨的综合利用提供新的思路。将香梨残次果开发果醋产品，在满足市场对果醋产品的需求的同时，高效地利用了香梨资源。在延伸香梨产业链，提高产品附加值，增加农民收入等方面具有重要的意义。 1 材料与方法 1.1 主要材料和仪器 主要
7、实验材料如下：库尔勒香梨，新疆石河子市农贸市场；酒用活性干酵母、巴氏醋酸杆菌，由实验室驯化培养；白砂糖，乙醇，葡萄糖、酵母膏、琼脂等，均为国产分析纯或食品级。 主要实验仪器如下：INNOVA4000 台式恒温摇床，上海精宏实验设备有限公司；BS 型全不锈钢自动发酵罐，上海保兴生物设备工程有限公司；AUX-508 型榨汁机，佛山市海迅电器有限公司；HPX-9272MBE 型数显不锈钢电热培养箱，上海博讯实业有限公司；手持式折光仪、洁净工作台等。1.2 实验方法 1.2.1 工艺流程 本实验采用的发酵方式为液态发酵，工艺流程：新鲜香梨榨汁杀菌接种酵母液态酒精发酵加醋酸菌液态醋酸发酵过滤灭菌陈酿成品
8、。 1.2.2 酒精发酵 酵母活化：称取一定量的活性干酵母，加入酵母添加量 1020 倍含糖量 15%的用新制蒸馏水配制的糖水，在 30温度下水浴活化 30min。 4酒精发酵：活性干酵母经过活化之后，按照先前实验的最优参数：发酵温度 30、初始糖度 18Brix、酿酒酵母接种量 0.03%。 1.2.3 巴氏醋酸杆菌的活化和扩培 活化：将醋酸杆菌斜面放置于恒温培养箱中 30培养 48h。斜面培养基：斜面培养摹：葡萄糖 2%，酵母膏 1.5%，碳酸钙 2%，琼脂 2%，食用酒精 3.5%。 扩培：在种子培养基（250mL 摇瓶 40mL 装液量）中接入醋酸杆菌 3环，培养温度为 30，摇床转速
9、为 160r/min，培养 24h 左右，酸度达到1.59/100mL。种子培养基：葡萄糖 2%，酵母膏 1.5%，食用酒精 3.5%。 1.2.4 醋酸发酵单因素和正交实验 发酵温度对醋酸发酵的影响。 调整恒温摇床培养箱温度，取 28、30、32、34、36五个温度水平，按醋酸菌添加中间量 10%、酒精度 6%做单因素实验，待发酵完成时测量总酸，确定最佳醋酸发酵温度。 初始酒精度对醋酸发酵的影响。 酒精浓度对醋酸菌种的影响在于其浓度过高时，对醋酸菌种的生长有抑制甚至损伤作用。取成熟酒精发酵液，调整酒精含量分别为5.0%，6.0%，7.0%，8.0%，9.0%五个水平，分别接入 10%的菌液，
10、置于摇床中 30恒温发酵，待发酵结束后测定不同酒精浓度条件下的总酸，确定最佳初始酒精度。 醋酸菌添加量对醋酸发酵的影响。 选取醋酸菌添加量取 6%、8%、10%、12%、14%五个水平。以发酵温度530、初始酒精度 6%做单因素实验，待发酵完成时测量总酸，确定最佳初始醋酸菌添加量。 醋酸发酵正交试验。 如表 1，按醋酸发酵过程中的发酵温度、初始酒精度和醋酸菌接种量为三个因素，做 L9（34）正交试验，待发酵结束后，以总酸度为判定标准，得到醋酸发酵的最佳工艺参数。 1.2.5 补料发酵实验 在现有单次发酵的基础上，分别在发酵第四天、第八天补加一定量的香梨果酒，以维持酒精含量为 7.0%9.0%，
11、第 2 次补料后，待酒液中酒精浓度低于 0.5%时，发酵结束，测定酸度。 1.2.6 测定方法 酒精含量的测定（蒸馏法3）： 将 100mL 样液置于 500mL 蒸馏瓶中，加水 50mL、数粒玻璃珠和少量的消泡剂蒸馏，用 100mL 量筒准确收集馏出液 100mL，静置数分钟，待酒中气泡消失液体相对澄清均匀后，将干净的酒精计徐徐沉入量筒中，同时插入温度计，静止一会后再轻轻按下，注意避免接触量筒壁，平衡约5min，待其不再变动时，水平观测读取与凹液面平行的刻度值，同时读出温度，查阅酒精计温度浓度手册，最终换算成 20时的乙醇浓度。总酸测定（酸碱滴定法）： 0.05mol/L NaOH 标准溶液
12、的配制：称取 2g NaOH（AR） ，用蒸馏水溶解，待溶液冷却，后定容至 1L。0.05mol/L NaOH 标准溶液的标定：精密6称取在 105干燥到恒重的邻苯二甲酸氢钾 0.3g（准确至 0.0001g） ，向其中加入 50mL 新煮沸且冷却后的蒸馏水，振荡溶解，再向其中加入34 滴 1%酚酞（1%酚酞指示剂：用 95%的乙醇将 1g 酚酞溶解并定容至100mL） ，用以上 NaOH 标准溶液滴定至微红色，30s 之内不褪色即为终点，同时做空白实验。总酸含量测定按照 GB/T 12456-2008 的方法4滴定，总酸以醋酸计。计算公式如下： 1.2.7 数据分析 实验一式三份进行，数据值
13、为平均值标准偏差（SD） 。数据分析采用 Origin 8.0 软件。 2 结果与讨论 2.1 单因素实验结果 2.1.1 发酵温度对醋酸发酵的影响 由图 1 分析可以发现温度对于醋酸菌发酵发酵影响比较大，且由于温度不同，使醋酸菌在开始时增长时就已经拉开差距，一直到发酵完成，说明温度对于醋酸菌的生理活动有着比较重要的意义。且液态醋酸菌发酵最佳温度在 30至 32范围之间。 2.1.2 初始酒精度对醋酸发酵的影响 由图 2 可知，巴氏醋酸杆菌的耐受酒精能力较高，在高酒精度的环境中也能维持一定的产酸能力5，再随着酒精度的上升，产酸能力受到了明显的抑制。可得最适发酵初始酒精度为 8vol。 2.1.
14、3 醋酸菌添加量对醋酸发酵的影响 从图 3 中可以看出，在醋酸菌添加量试验中，各不同比例的醋酸接7种量产酸结果相差比较大，随着醋酸菌添加量的增加，产酸量呈先增加之后稍微减少的趋势。但接种量加大，发酵效果并非越好，当接种量过大时，醋醅中的营养物质过多的被用于醋酸菌的生长繁殖2，使醋酸发酵底物减少，产酸速度下降，生成的酸的量因此就不高6。因此，接种量在 12%左右最佳。 2.2 正交试验结果 如表 2 所示，通过直观分析法，可看出在巴氏醋酸杆菌发酵正交试验中 A2B2C2 为最优组合，即发酵温度为 32，发酵初始酒精度为 8%，醋酸菌接种量为 12%，在此条件下可获得最大的总酸含量为4.82g/1
15、00ml。从极差分析可知 RARCRB，即在正交试验的各因素水平中，发酵温度对香梨果醋酸度的影响最大，其次是初始酒精度和巴氏醋酸杆菌的接种量。其中发酵温度是影响巴氏醋酸杆菌发酵型香梨果醋总酸含量的主要因素，生产中应重点控制。 2.3 补料发酵结果 如图 4 可知当在醋酸发酵过程中，补充两次香梨果酒产酸量即可达到 6.12g/100mL7.42g/100mL，符合工业要求，继续补料可使总酸继续提高。但考虑到能耗以及成本问题，在实际发酵生产过程中，补料两次即可。 3 结论 在本文中，研究了巴氏醋酸杆菌醋酸发酵过程中，巴氏醋酸杆菌添加量，发酵温度，酒精度对产酸的影响，单因素实验的基础上进行正交实验，
16、结果表明醋酸发酵最佳工艺条件为：巴氏醋酸杆菌添加量 12%，发8酵温度 31，酒精度 8vol，单次发酵产酸量可达 4.82g/100mL。在发酵过程中补加 2 次香梨原果酒以维持发酵液中酒精浓度为 7.5vol8.0vol，发酵周期 10d12d，醋酸浓度可达6.12g/100mL7.42g/100mL。以上研究一方面对于工业生产库尔勒香梨果醋提供了一定的理论依据，另一方面为香梨果醋产品的开发和利用奠定基础。 参考文献： 1张兴旺.我国梨产销现状、存在问题和解决措施J.柑桔与亚热带果树信息，2005，21（2）：8-10. 2陈计峦，冯作山，胡小松，等.香梨酒酿制过程的若干问题探讨J.食品科技，2003（3）：78-79，89. 3中华人民共和国国家标准.食品卫生检验方法（理化部分）M.中国标准出版社，205-206. 4GB/T12456-2008，食品中总酸的测定方法S.北京：中国食品工业标准化技术委员会，2009. 5董贝森.梨醋的研究J.中国酿造，1998（2）：20-21，38. 6颜景宗，王建军，沙文革.当前食醋生产中值得注意的问题J.中国调味品，1997（7）：16-18.
