發(fā)酵型茶醋生產(chǎn)工藝研究

張 芳，李立祥，陶 濤，李 惠

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉生物化學(xué)與生物技術(shù)教育部、農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥230036）

早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中就記載了久服茶葉能“安心、益氣、輕身耐老”。茶葉中富含茶多酚、生物堿、多糖、茶氨酸[1]等化合物，對(duì)人體保健起著相當(dāng)大的作用。茶葉不僅具有解渴、清熱、明目、去膩減肥、解毒醒酒、延年益壽等功能[2]，還對(duì)現(xiàn)代疾病，如心腦血管病[3]、癌癥[4，5]、輻射病[6]等相關(guān)疾病，有一定的藥理作用。

果醋，被譽(yù)為“第四代飲料”，既保留了醋的功能，又具有果汁的特點(diǎn)，酸甜可口，極大改善了醋的口感。果醋作為一種新興飲料，以其天然、健康、營(yíng)養(yǎng)等優(yōu)勢(shì)已在市場(chǎng)上贏得一席之地。

迄今為止，關(guān)于茶醋生產(chǎn)工藝方面的文獻(xiàn)報(bào)道不多。目前茶醋的研制主要是通過(guò)添加食用酒精和醋酸菌進(jìn)行發(fā)酵或者直接將茶葉和食醋混合配制而成。如廖湘萍[7]等通過(guò)添加茶葉和食用酒精，以醋酸菌為菌種進(jìn)行發(fā)酵得到保健型食醋；成劍峰[8]利用茶葉和大麥為原料，醋酸發(fā)酵生產(chǎn)茶醋飲品；王朝卿[9]將茶葉浸泡后與陳醋、蜂蜜等混合調(diào)配成茶醋飲料；張學(xué)良[10]等以桑椹醋、綠茶、冰糖和檸檬酸為原料，研制綠茶桑椹醋飲料，并對(duì)該飲料的減肥功能進(jìn)行研究。然而關(guān)于將茶葉與水果混合，利用醋酸發(fā)酵生產(chǎn)保健茶醋的文獻(xiàn)報(bào)道還沒(méi)有。因此本文將茶葉通過(guò)浸提得到的茶湯與蘋(píng)果汁混合，接種醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵釀造蘋(píng)果茶醋，試制開(kāi)發(fā)一種保健型的茶醋，能保留果醋和茶葉特點(diǎn)，旨在為新型發(fā)酵茶醋開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 原料及試劑

蘋(píng)果（煙臺(tái)紅富士）：市售；茶葉（炒青）：市售；菌種：安琪葡萄酒用高活性干酵母（安琪酵母有限公司）；醋酸菌：滬釀1.01醋酸菌（上海迪發(fā)生物公司）；葡萄糖、碳酸鈣、檸檬酸、偏重亞硫酸鉀、3,5-二硝基水楊酸、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉等均為分析純；果膠酶、白砂糖均為食品級(jí)；瓊脂（生化試劑）：天津市福晨化學(xué)試劑廠(chǎng)；酵母膏（生化試劑）：北京奧博星生物技術(shù)有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

手持折光計(jì)（上海測(cè)維光電技術(shù)有限公司）；附溫比重瓶（上海信誼儀器廠(chǎng)）；PB-10酸度計(jì)（Sartorius公司）；UV-2102C型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（尤尼柯(上海)儀器有限公司）；SPX-150C型恒溫培養(yǎng)箱（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）；無(wú)菌操作臺(tái)（上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司）；榨汁機(jī)（蘇泊爾股份有限公司）；電子恒溫水浴鍋（上海申生科技有限公司）；HQL150C型恒溫?fù)u床（武漢中科科儀技術(shù)發(fā)展有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶醋生產(chǎn)工藝流程

1.3.2 指標(biāo)方法測(cè)定

總糖：手持折光儀[11]；還原糖測(cè)定：3,5-二硝基水楊酸比色法（DNS 法）[12]；酒精度：密度瓶法[13]；總酸：酸堿滴定法（以醋酸計(jì)）[13]；總酚含量：酒石酸亞鐵比色法[14]。

1.3.3 醋酸發(fā)酵過(guò)程的研究

1.3.3.1 茶酒制備

茶葉研磨粉碎，過(guò)60目篩，采用微波結(jié)合水浴的方法提取，微波處理2次，每次3min,再用50℃水浴浸提1次10min[15]。茶多酚浸出率達(dá)90%以上。

取蘋(píng)果，清洗干凈，除殘果去核，榨汁與茶湯按3∶1混合[15]，接種3%安琪葡萄酒用高活性干酵母，20℃靜置發(fā)酵，備用。測(cè)定初始酸度、酒度、總酚含量。

1.3.3.2 影響醋酸發(fā)酵的單因素實(shí)驗(yàn)

在保持其他因素相同的條件下，分別考察不同溫度、初始酒精度、接種量、發(fā)酵時(shí)間對(duì)醋酸發(fā)酵的影響，為正交法優(yōu)化發(fā)酵工藝提供有意義的取值范圍。

溫度設(shè)計(jì)為 25℃，28℃，31℃，34℃，37℃，在接種量8%，初始酒精度6%的條件下發(fā)酵10d，測(cè)定發(fā)酵終止后的酸度，考察不同溫度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響。

初始酒精度設(shè)計(jì)為4%，5%，6%，7%，8%，理論上，1%的酒精產(chǎn)生1%的酸，1%的酸需要2%的糖發(fā)酵得到。因此將初始糖度設(shè)為8%，10%，12%，14%,16%。酒精發(fā)酵結(jié)束后測(cè)定酒精度。根據(jù)初始酒精度設(shè)計(jì)，利用1.3.3.1發(fā)酵好的酒精含量高的茶酒與酒精含量低的茶酒進(jìn)行勾兌，得到所需的初始酒精度后，在溫度31℃，接種量8%條件下發(fā)酵10d，測(cè)定發(fā)酵終止后的酸度，考察不同初始酒精度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響。

接種量設(shè)計(jì)為2%，5%，8%，11%，14%，在溫度31℃，初始酒精度6%條件下發(fā)酵10d，測(cè)定發(fā)酵終止后的酸度，考察不同接種量對(duì)醋酸發(fā)酵的影響。

發(fā)酵天數(shù)設(shè)計(jì)為 4d，6d，8d，10d，12d 在溫度31℃，接種量8%，初始酒精度6%條件下發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵終止后的酸度，考察不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)醋酸發(fā)酵的影響。

1.3.3.3 醋酸發(fā)酵條件的優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)L16(45)，以最終達(dá)到的酸度為指標(biāo)，研究溫度、接種量、初始酒度、發(fā)酵時(shí)間對(duì)醋酸發(fā)酵的影響。找出對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響顯著的因素，為確定最佳醋酸發(fā)酵條件提供依據(jù)。

表1 優(yōu)化醋酸發(fā)酵工藝條件的正交試驗(yàn)因素與水平

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

圖1 溫度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

如圖1所示，25℃時(shí)醋酸發(fā)酵較為緩慢，產(chǎn)酸量不高；37℃時(shí)發(fā)酵很快，在第6天趨于平穩(wěn)，但產(chǎn)酸量較低，這可能是由于溫度過(guò)高，使得醋酸菌提前老化。因此，醋酸發(fā)酵的適宜范圍是28℃～34℃。

2.2 初始酒度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

如圖2所示，初始酒度為4%時(shí)，起始發(fā)酵速度快，但最終酸度過(guò)低，影響品質(zhì)。初始酒度在5%～8%時(shí)發(fā)酵比較平穩(wěn)且最終酸度隨著初始酒精度的增加而增加。已有資料[16-18]表明，初始酒度高于10%以上，高酒精濃度會(huì)抑制醋酸菌的生長(zhǎng)，不利于醋酸發(fā)酵的進(jìn)行。因此，本文醋酸發(fā)酵的適宜初始酒度為5%～8%。

圖2 初始酒度對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

2.3 接種量對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

圖3 接種量對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

如圖3所示，醋酸菌接種量在2%時(shí)，發(fā)酵較慢且不徹底，最終酸度不高。接種量為5%～14%時(shí)差別不大，但接種量為5%時(shí)發(fā)酵相對(duì)緩慢。因此醋酸發(fā)酵的適宜接種量為5%～14%。

2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

圖4 時(shí)間對(duì)醋酸發(fā)酵的影響

如圖4所示，發(fā)酵前期(1d～2d)酸度上升緩慢，這是由于醋酸菌處于適應(yīng)及增殖期，產(chǎn)酸量低；發(fā)酵中期(4d～10d)由于醋酸菌活力提高，發(fā)酵速度加快。發(fā)酵第10d，產(chǎn)酸達(dá)到最大值；發(fā)酵后期(10d～12d)醋酸菌活力減弱，酸度趨于一個(gè)穩(wěn)定值，發(fā)酵基本結(jié)束。由此可知，醋酸發(fā)酵的最佳時(shí)間是10d。

2.5 醋酸發(fā)酵條件的優(yōu)化

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按照表1設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)對(duì)醋酸發(fā)酵過(guò)程中的發(fā)酵溫度、初始酒度、接種量及發(fā)酵時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析見(jiàn)表3。

表2 優(yōu)化醋酸發(fā)酵工藝條件的正交試驗(yàn)結(jié)果

如表2所示，由極差分析得出影響醋酸發(fā)酵的最大因素為初始酒度B(R=12.15)，其次為發(fā)酵時(shí)間D(R=10.43)，接種量 C(R=4.3)，溫度 A(R=3.75)。由此得知醋酸發(fā)酵最佳工藝參數(shù)為溫度34℃，接種量7%，初始酒度8%，發(fā)酵時(shí)間為10d。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證以上結(jié)果，做出方差分析，如表3所示，由于E因素為空列，作為誤差項(xiàng)計(jì)算。從結(jié)果中可以看出，B因素（初始酒度）和D因素（發(fā)酵時(shí)間）達(dá)極顯著水平，C因素（接種量）為顯著水平。因此，初始酒度和發(fā)酵時(shí)間是影響醋酸發(fā)酵的主要因素，所以生產(chǎn)中應(yīng)重點(diǎn)控制；同時(shí)接種量也是要考慮的因素，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況確定其添加量。

表3 醋酸發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果的方差分析

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照正交實(shí)驗(yàn)得出的最佳工藝條件進(jìn)行3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在最佳條件下發(fā)酵的茶醋，酸度平均達(dá)到62.7g/L，總酚含量為0.75g/L。

2.7 質(zhì)量指標(biāo)

2.7.1 感官指標(biāo)[19-22]

發(fā)酵完的茶醋經(jīng)陳釀后，澄清透亮，色澤淡黃，醋香濃郁，稍有茶香和果香，口感醇厚、平衡，具發(fā)酵特有風(fēng)味。

2.7.2 理化指標(biāo)

總糖（可溶性固形物含量）≥4%；總酸（以醋酸計(jì)）62.7g/L；還原糖（以葡萄糖計(jì)）≥10g/L；總酚0.75g/L。

2.7.3 微生物指標(biāo)[23]

經(jīng)檢驗(yàn)，細(xì)菌總數(shù)≤100cfu/mL；大腸桿菌≤3 cfu/mL；致病菌：未檢出。

3 結(jié)論

（1）本文以茶葉和蘋(píng)果為原料，接種醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，開(kāi)發(fā)了一種新型發(fā)酵茶醋產(chǎn)品。通過(guò)單因素及正交實(shí)驗(yàn)得到發(fā)酵型茶醋最佳工藝參數(shù)為：溫度34℃，醋酸菌接種量7%，初始酒度8%，發(fā)酵時(shí)間為10d。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的茶醋最終酸度達(dá)到62.7g/L，總酚含量為0.75g/L。

（2）發(fā)酵得到的茶醋經(jīng)過(guò)陳釀后澄清透亮，色澤金黃，醋味濃郁，稍有果香和茶香，酸味柔和，口感醇厚。

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