番茄醋發(fā)酵工藝研究

徐丹 張寶善 李亞婷 洪云鶴

摘要[目的]優(yōu)化番茄醋的生產(chǎn)工藝。[方法]以番茄為主要原料，經(jīng)過酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵產(chǎn)生番茄醋，通過單因素和正交試驗對番茄醋的酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。[結(jié)果]試驗表明，酒精發(fā)酵在初始含糖量15%、酵母菌接種量0.03%、發(fā)酵溫度28 ℃、初始pH 4.0的條件下，酒精度可達(dá)到8.2%。醋酸發(fā)酵在溫度32 ℃、醋酸菌接種量8%、初始酒精度為7%（V/V）、醋酸發(fā)酵pH 3.5條件下，醋酸含量達(dá)到59.36 g/L。在此條件下，經(jīng)過澄清調(diào)配后可獲得呈淺黃色、口味酸甜醇厚、品質(zhì)優(yōu)良的番茄醋。[結(jié)論]研究可為番茄的深加工提供參考。

關(guān)鍵詞番茄；番茄醋；酒精發(fā)酵；醋酸發(fā)酵

中圖分類號S641.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）08-0093-05

Study on Fermentation Process of Tomato Vinegar

XU Dan1，ZHANG Baoshan1，2*，LI Yating1 et al

（1.College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xian，Shaanxi 710119； 2.Research Center of Fruit and Vegetable Deepprocessing Technology，Xian，Shaanxi 710119）

Abstract[Objective] To optimize the production process of tomato vinegar. [Method] Using tomato as the main raw material to produce tomato vinegar through alcoholic fermentation and acetic fermentation，and to optimize the alcoholic fermentation and acetic fermentation production process parameters by single factor and orthogonal test. [Result] The tests showed that when alcoholic fermentation was under conditions of initial sugar 15%，inoculation amount of yeast 0.03%，fermentation temperature 28 ℃，initial pH 4，alcohol could reach 8.2%. And when acetic fermentation was under conditions of temperature 32 ℃，inoculation amount of acetic bacteria 8%，initial alcohol 7%（V/V），initial pH 3.5，acetic could up to 59.36 g/L. Under the above conditions，after cleaning and allocating，light yellow，sweet and mellow taste and good quality of tomato vinegar was obtained. [Conclusion] The study can provide reference for deepprocessing of tomato.

Key wordsTomato；Tomato vinegar；Alcoholic fermentation；Acetic fermentation

醋是我國傳統(tǒng)調(diào)味品，營養(yǎng)價值豐富，具有保健功能。果蔬醋品是以果蔬為主要原料，經(jīng)發(fā)酵而成的調(diào)味品。研究表明，果蔬醋品具有促進(jìn)新陳代謝、調(diào)節(jié)酸堿平衡、消除疲勞、健胃消食、美容護(hù)膚、預(yù)防心腦血管疾病等作用[1]，可作為一種天然保健飲品，逐漸被市場所接受和喜愛，利用果蔬資源生產(chǎn)醋在調(diào)味品行業(yè)具有很大的發(fā)展前景。

番茄（Lycopersicon Esculentum Mill），屬茄果類蔬菜，具有水果的特點(diǎn)[2]。番茄口味酸甜，具有豐富的營養(yǎng)價值，同時富含礦物質(zhì)、有機(jī)酸、維生素和氨基酸等成分[3]。此外，番茄中含有具有抗氧化作用的色素番茄紅素，番茄紅素具有抗癌防癌、延緩衰老等保健作用[4]。我國番茄的生產(chǎn)地分布廣泛，年產(chǎn)量大，但由于番茄含水量高，采后質(zhì)地容易變軟，在運(yùn)輸和貯藏過程中易腐爛，為了解決上述問題，筆者以番茄為原料，釀造色、香、味俱佳的番茄醋，同時優(yōu)化番茄醋的生產(chǎn)工藝，為番茄深加工提供一定的參考。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原輔料。

新鮮番茄，市售；白砂糖，市售優(yōu)級；檸檬酸；果膠酶；葡萄酒·果酒專用酵母，安琪酵母；醋酸菌，由陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院發(fā)酵實驗室提供。

1.1.2主要儀器與設(shè)備。

AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；HWS智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱，寧波江南儀器廠；MH500電子恒溫電熱套，北京化玻聯(lián)醫(yī)療器械有限公司；玻璃密度計、發(fā)酵罐、滴定裝置，實驗室自備；LDZX-30KBS立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；水浴恒溫振蕩器；手持糖度計；JJ-2組織搗碎機(jī)，常州國華電器有限公司；PHS-3C精密pH計，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2分析方法

酒精度的測定，采用酒精計法，按 GB/T 10345—2007 中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行測定；糖度采用手持糖度計測定；總酸的測定，采用標(biāo)準(zhǔn)NaOH滴定法；pH采用PHS-3C精密pH計測定；果醋微生物檢驗，參照GB 2719—2003 食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[5]。

1.3工藝流程與操作要點(diǎn)

1.3.1工藝流程[6-8]。

番茄→清洗→打漿破碎→番茄漿→酶解→過濾→調(diào)整成分→殺菌+酒精酵母

酒精發(fā)酵+醋酸菌醋酸發(fā)酵→調(diào)配→過濾→裝瓶→密封殺菌、冷卻→成品。

1.3.2操作要點(diǎn)。

1.3.2.1原料處理。

購買市售新鮮、完整、無病蟲害的番茄，將清洗好的番茄用90～95 ℃熱水燙2 min后，破碎成漿。

1.3.2.2酶解處理。

加入量為0.03%的果膠酶，于40 ℃左右處理2 h[9]，使果膠分解形成乳糖醛酸和果膠酸，可降低番茄的黏度，同時可優(yōu)化番茄汁色澤，縮短加工時間并提高出汁率。

1.3.2.3糖度調(diào)整。

酒精發(fā)酵過程中，理論上以1.70%的蔗糖溶液經(jīng)酵母發(fā)酵產(chǎn)生1%（V/V）的酒精度來計算蔗糖添加量。由于果酒的酒精度一般為7%～18%，因此調(diào)整糖度到13%～15%[9]。

1.3.2.4滅菌。

在溫度75～85 ℃加熱20 min滅菌。

1.3.2.5酵母活化。

在30 ℃恒溫水浴鍋中將活性干酵母復(fù)水約40 min后，加入0.02%白砂糖，每隔20 min攪拌1次[10]。

1.3.2.6酒精發(fā)酵。

將前處理好的番茄汁注入發(fā)酵罐后，與6%酵母液均勻混合[11]，于恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行酒精發(fā)酵。以發(fā)酵溫度、酵母菌接種量和初始pH為3個影響因素設(shè)計L9（34）正交試驗。酒精發(fā)酵正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

以酒精度為評價指標(biāo)，每天記錄酒精發(fā)酵情況并確定最佳發(fā)酵條件。酒精發(fā)酵完成后，進(jìn)行高溫滅菌處理（95 ℃下滅菌15 s）。酒精度達(dá)到6%（V/V）以上轉(zhuǎn)入醋酸發(fā)酵。

1.3.2.7醋酸菌種子制備及擴(kuò)大培養(yǎng)。

挑出醋酸菌保藏斜面上的菌體活化，鏡檢無雜菌。后進(jìn)行液態(tài)1級擴(kuò)大培養(yǎng)、2級擴(kuò)大培養(yǎng)、3級擴(kuò)大培養(yǎng)[12]。

1.3.2.8醋酸發(fā)酵。

將醋酸菌種接入番茄酒中進(jìn)行醋酸發(fā)酵。以初始酒精度、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵初始pH為4個影響因素設(shè)計正交試驗，如表2所示。發(fā)酵過程中定期攪拌，使空氣進(jìn)入，以酸度為評價指標(biāo)確定最佳發(fā)酵條件。

表2醋酸發(fā)酵正交試驗因素水平設(shè)計

Table 2Factors and levels of orthogonal experiment for optimizing acetic fermentation

水平Level 因素Factor接種量（A）Inoculum size∥%初始酒精度（B ）Initial alcohol%（V/V）溫度（C）Temperature℃pH（D）

1.3.2.9后處理。

后處理醋酸發(fā)酵結(jié)束后，明膠法澄清[13-14]，于80 ℃下殺菌10～20 min，冷卻后檢驗合格裝瓶保藏。

2結(jié)果與分析

2.1酒精發(fā)酵

2.1.1發(fā)酵初始含糖量選擇。

選取發(fā)酵液初始含糖量9%、11%、13%、15%、17%，酵母菌接種量 0.03%，發(fā)酵溫度 28 ℃，初始pH 4.0，每隔 1 d測其酒精度和可溶性固形物含量，試驗結(jié)果如圖1所示。不同初始含糖量轉(zhuǎn)化為酒精的利用率如圖2所示。

如圖1和2所示，酒精度隨含糖量升高而升高，但含糖量過高會導(dǎo)致酒精轉(zhuǎn)化率下降，殘?zhí)锹室惨虼松?。因此選擇最佳初始含糖量為15%。

2.1.2酵母菌接種量選擇。

該試驗選取發(fā)酵液初始含糖量為15%，發(fā)酵溫度 30 ℃，初始pH 4.0，酵母菌接種量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，每隔1 d測其酒精度，試驗結(jié)果如圖3所示。

2.1.5正交試驗優(yōu)化酒精發(fā)酵工藝參數(shù)。

在單因素試驗的基礎(chǔ)上設(shè)計3因素3水平正交試驗，通過考察酵母接種量、發(fā)酵溫度、初始pH對酒精發(fā)酵的影響，以酒精度為參考指標(biāo)，優(yōu)化酒精發(fā)酵工藝條件。正交試驗結(jié)果見表3。

2.2.5正交試驗優(yōu)化醋酸發(fā)酵工藝參數(shù)。

在單因素試驗的基礎(chǔ)上設(shè)計4因素3水平正交試驗，通過考察酵母接種量、發(fā)酵溫度、初始pH對酒精發(fā)酵的影響，以酒精度為參考指標(biāo)，優(yōu)化酒精發(fā)酵最佳條件。結(jié)合色澤、氣味、質(zhì)地、酸度、甜度項目評分[14，16]，采用L9（34）正交表，試驗結(jié)果見表4。

組合為A2B2C2D2，即溫度32 ℃、醋酸菌接種量8%、初始酒精度7%、醋酸發(fā)酵pH 3.5，由于極差RB>RA>RD>RC，得出4個因素的影響程度大小依次為初始酒精度、醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵pH、醋酸發(fā)酵溫度?？紤]感官評分，醋酸發(fā)酵試驗最佳組合為A2B2C2D3，即溫度32 ℃、醋酸菌接種量8%、酒精度7%、醋酸發(fā)酵pH 4.0；比較極差R值得RB>RA>RD>RC，得出4個因素的影響程度大小依次為初始酒精度、醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵pH、醋酸發(fā)酵溫度。9次試驗中5號試驗A2B2C1D3所生成的總酸含量最高。將組合方案A2B2C2D2與A2B2C1D3同時驗證，結(jié)果按組合方案A2B2C2D2所生成的總酸含量較高，酸度為59.36 g/L，所以A2B2C2D2為最優(yōu)組合方案。

對酸度值的方差分析得出，F(xiàn)A=7.642 2，PA=0.011 5；

FB=27.239 3，PB=0.000 2；

FC=2.226 2，PC=0.163 9；

FD=2.971 3，PD=0.102 1。

由此看出，初始酒精度對酸度的影響極顯著（P<0.01），醋酸菌接種量對酸度的影響在0.05水平均顯著，而發(fā)酵溫度和發(fā)酵pH對產(chǎn)酸量影響不大。從F值可得各因素對酸度影響程度依次為初始酒精度、醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵pH、醋酸發(fā)酵溫度。對感官評定值的方差分析得出，F(xiàn)A=4.454 2，P由此看出，初始酒精度對酸度的影響在0.01水平均顯著，醋酸菌接種量對酸度的影響在0.05水平均顯著，而發(fā)酵溫度和發(fā)酵pH對酸度的影響不顯著。從F值大小可見各因素對感官評分的影響順序依次為初始酒精度、醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵pH、醋酸發(fā)酵溫度。由于感官評定受很多因素的影響，如時間、地點(diǎn)、溫度、鑒評人員的身體狀況等，所以結(jié)合酸度值和感官評定值的R值和方差分析結(jié)果綜合考慮，得出以下結(jié)論：各因素對番茄醋發(fā)酵的影響程度由大到小依次為初始酒精度、醋酸菌接種量、醋酸發(fā)酵pH、醋酸發(fā)酵溫度；番茄醋發(fā)酵最佳條件為溫度32 ℃、醋酸菌接種量8%、初始酒精度7%、醋酸發(fā)酵pH 3.5。

2.3產(chǎn)品質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1感官指標(biāo)。

試驗制得的番茄醋色澤為澄清淺黃色，口味酸甜醇厚，具有番茄果香及番茄酸甜的口感，組織無懸浮物、無沉淀。

2.3.2理化指標(biāo)。

該試驗制得的番茄醋總酸（以醋酸計）56.80 g/L；

總糖（可溶性固形物含量）為31.50 g/L。

2.3.3微生物指標(biāo)。該試驗制得的番茄醋菌落總數(shù)≤100 CFU/mL；大腸桿菌≤3 MPN/dL；致病菌不得檢出。

3結(jié)論

通過對酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵的單因素試驗和正交試驗得出，番茄醋酒精發(fā)酵的最佳工藝條件為初始糖濃度15%，

酵母菌接種量0.03%，發(fā)酵溫度30 ℃，初始pH 4.0，酒精度

為8.2%；番茄醋醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為溫度32 ℃、醋

酸菌接種量8%、初始酒精度為7%、醋酸發(fā)酵pH 3.5，酸度為59.36 g/L。在此條件下，生產(chǎn)的番茄醋呈淺黃色，口味酸甜醇厚，既具有番茄特殊的果香，又融合果醋的醋酸味，可為番茄的開發(fā)利用和豐富果醋市場提供參考。

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