固態(tài)發(fā)酵法研制富硒食醋

許 芳，高 冰 *，祁勇剛，高澤鑫

（1.武漢輕工大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.湖北工業(yè)大學(xué) 輕工學(xué)部，湖北 武漢 430068；3.武漢生物工程學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)系，湖北 武漢 430415）

固態(tài)發(fā)酵法制醋是我國傳統(tǒng)的釀醋方法[1]。我國著名的大曲醋（山西老陳醋）、麥曲、小曲醋（鎮(zhèn)江香醋）、藥曲醋（四川保寧醋）都是固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)的食醋[2-4]。食醋作為千家萬戶使用的傳統(tǒng)調(diào)味品不僅可增加烹飪的風(fēng)味還有防腐殺菌作用，同時具有降低血壓、軟化血管、幫助消化、預(yù)防感冒等生理療效。硒在人體中參與多種免疫與生物學(xué)功能，增強人體免疫力，預(yù)防癌癥、肝病、心腦血管疾病、糖尿病等多種疾病。利用富硒農(nóng)作物為主要原料，在最佳的原料處理工藝條件下[5]，采用傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵的方法釀造富硒食醋，該產(chǎn)品富含的有機硒可有效補充人體對硒需求，這不僅符合現(xiàn)代大眾的營養(yǎng)要求，而且增加了食醋的產(chǎn)品附加值，具有很高的營養(yǎng)價值和很好的市場前景[6-8]。

我國湖北省恩施市是世界上著名的“硒都”。本研究利用當(dāng)?shù)馗晃r(nóng)作物為主要原料，重點研究了糖化和酒精發(fā)酵階段工藝條件，并經(jīng)過一系列工序優(yōu)化產(chǎn)品最佳釀造工藝從而為富硒食醋工業(yè)生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)，對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)企業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟的建設(shè)有一定的促進作用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

富硒玉米、高粱、麩皮、谷糠等原材料，酒曲、醋酸菌：湖北恩施建始天龍實業(yè)有限公司。

Na2CO3、CaCl2（食用級）；次甲基藍溶液、碘液、葡萄糖、酵母膏、氫氧化鈉、酚酞、冰醋酸、氯化鈣、乙醇、乳酸等均為國產(chǎn)分析純：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SW-CJ-2D凈化工作臺：廣州瑞智科學(xué)儀器有限公司；DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗設(shè)備有限公司；DHG-9070A型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱、LHS-250SC型智能型恒溫恒濕箱：上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；大型SLY-2112B型立式雙層大容量恒溫培養(yǎng)搖床：金壇市盛藍儀器制造有限公司；YM系列A型立式壓力蒸汽滅菌器：上海三申醫(yī)療器械有限公司；pHS-3C雷磁pH計：上海越磁電子科技有限公司；UV-5100型紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；WHT手持糖量計：成都興晨光光學(xué)儀器有限公司；QE-1000高速粉碎機：鄭州科豐儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 富硒食醋的傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵工藝流程[9]

玉米、高粱粉碎→潤糝→蒸煮→冷卻→加曲→糖化和酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→熏醅→淋醋→陳釀→曬露→過濾→成品

1.3.2 分析測試方法

按照QB/T1803—1993《工業(yè)酶制劑通用實驗方法》測定大曲的液化力、糖化力、蛋白酶活力及白曲霉的糖化力[10]；按照GB18187—2000《釀造食醋標(biāo)準(zhǔn)》中方法測定產(chǎn)品還原糖、酒精含量及總酸等理化指標(biāo)[11]，按照GB2719—2003[12]《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中方法測定產(chǎn)品微生物指標(biāo)；按照GB 5009.93—2010[13]《食品中硒的測定》中方法測定富硒食醋中硒含量。

1.3.3 糖化和酒精發(fā)酵階段正交試驗設(shè)計

所用麩皮與谷殼皆為含硒原料，粉碎后，與糖化醪混合發(fā)酵以達到富硒的目的；糖化醪入缸后加一定量的富硒水，保證適宜發(fā)酵的醪液濃度。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實踐，控制富硒水料比為（1.0～1.4）∶1，酒曲用量為35%～45%，將麩皮、谷糠、大曲、白曲霉和水混合，翻拌均勻，入缸，壓實。糖化和發(fā)酵過程中及時檢測發(fā)酵情況。當(dāng)還原糖量降至1.0 g/100 mL時，密封缸口，形成風(fēng)味物質(zhì)[14]。以富硒水料比、酒曲用量、發(fā)酵溫度和時間4個因素，以酒精度為考察指標(biāo)，正交試驗因素與水平見表1。

表1 酒精發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment for alcoholic fermentation conditions optimization

1.3.4 醋酸發(fā)酵

將醋酸菌按照3%的接種量接種到新鮮醋醅中培養(yǎng)3 d，表層蓋上一層新醅，用草席將缸口封嚴(yán)。不定時測溫度，達到40 ℃要翻醅，間隔4 h測定酒精度和總酸。當(dāng)醅溫顯著降低時，混合5%的食鹽，溫度降至26 ℃時，表明醋酸發(fā)酵完成[15]。

1.3.5 熏醅工藝

按照熏醅溫度110 ℃、24 h倒缸1次、熏制5.5 d。

1.3.6 淋醋工藝

白醅和紅醅以1∶1的比例加2倍醋醅的水淋醋。白醅加水浸泡8 h，淋出的白醅醋入鍋煮沸，煮沸后的醋液浸泡紅醅4 h，淋出新醋。淋過新醋后再加2倍水浸泡12 h，得二醋。

1.3.7 陳釀工藝

室外曝曬75 d后，再利用太陽能蒸發(fā)部分水分（蒸發(fā)出的醋酸可以做白醋用），使新醋體積縮小為原來的3/4，最后曝曬25 d來提高醋的濃度，結(jié)束陳釀[16]。

1.3.8 富硒食醋的感官評價

富硒食醋從色澤、香氣、滋味3個方面進行感官評分，感官評價標(biāo)準(zhǔn)（滿分10分）見表2。

表2 食醋成品的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of vinegar product

2 結(jié)果與分析

2.1 糖化和酒精發(fā)酵階段發(fā)酵工藝條件

糖化和酒精發(fā)酵工藝中，以大曲和白曲霉為糖化劑，并利用白曲霉將無機硒轉(zhuǎn)化為有機硒。加入麩皮粉和谷糠粉，利用酒精的作用溶解其中的有機硒。以富硒水料比、酒曲用量、發(fā)酵溫度和時間為因素，以酒精度為考察指標(biāo)進行正交試驗，正交試驗結(jié)果見表3。

表3 酒精發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for alcoholic fermentation conditions optimization

由表3可以看出，最優(yōu)方案為A2B3C1D2，即富硒水料比、酒曲用量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間分別為1.2、45%、30 ℃、4 d。在最佳工藝條件下進行驗證試驗，酒精發(fā)酵后發(fā)酵醪的酒精度為7.9%vol。

為了進一步判斷各因素對試驗結(jié)果的影響程度，對正交試驗結(jié)果進行方差分析，結(jié)果見表4。

表4 正交試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiment

由表4的方差分析可知，酒曲用量對結(jié)果有極顯著影響，富硒水料比和發(fā)酵時間對結(jié)果的影響顯著，發(fā)酵溫度對結(jié)果影響不顯著。

3 富硒食醋產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

3.1 感官指標(biāo)

色澤：黑褐色，微發(fā)亮；

香氣：濃郁、柔和的酯香和醋香；

滋味：酸味醇厚柔和，無苦澀味，綿甜，有熏香味；

體態(tài)：濃度適中，無懸浮物和沉淀。

3.2 理化指標(biāo)

總酸6.51 g/100 mL，不揮發(fā)酸2.83 g/100 mL，還原糖4.59 g/100 mL，硒1.18 mg/kg。

3.3 微生物指標(biāo)

菌落總數(shù)為2 CFU/mL，大腸桿菌為0 CFU/mL，無致病菌，結(jié)果符合GB 2719—2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4 結(jié)論

本研究采用固態(tài)發(fā)酵釀造的富硒食醋，在糖化和酒精發(fā)酵階段采用正交試驗優(yōu)化工藝條件。結(jié)果表明，富硒水料比、酒曲用量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間分別為1.2、45%、30 ℃、4 d時，釀造出的富硒食醋具有優(yōu)良的風(fēng)味，感官評分為9.5分（滿分10分），而且硒含量達1.18 mg/kg，具有保健功效。

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