陜北風(fēng)味香菇小米發(fā)酵醋的釀造工藝研究

趙瑞華，謝佳藝，田茜

（1.延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000；2.延安大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，陜西 延安 716000）

小米屬于谷類作物，是人們最喜愛的糧食之一，其富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等多種營養(yǎng)成分，且容易被消化吸收[1-2]。而產(chǎn)于陜北米脂縣的小米是我國“四大著名小米”之一，相較于普通小米，營養(yǎng)成分更加豐富，脂肪和蛋白質(zhì)含量高出1%～3%，含有8 種人體必需氨基酸，營養(yǎng)比例協(xié)調(diào)[3]。小米醋營養(yǎng)保健，深受大眾喜愛[4-8]。徐清萍等曾研究過液化方式對小米醋酒精發(fā)酵階段的影響[9]。于迪等[10]則根據(jù)山西老陳醋釀造工藝釀成小米醋，并對發(fā)酵過程中總酸、總酯、氨基酸態(tài)氮等理化指標(biāo)進(jìn)行了測定，對小米醋的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行了分析。

香菇[Lentinus edodes（Berk.）sing]又名香菌、花菇、香覃，俗稱中國蘑菇，在我國具有悠久的栽培歷史，也是世界第二大食用菌。其肉質(zhì)脆嫩，香氣濃郁，含有蛋白質(zhì)、多種礦物質(zhì)和維生素，具有很高的食藥用價值[11-14]。隨著人們生活水平的提高，由香菇制成的食品、藥品和保健品等越來越受到人們的青睞[15-16]。目前，我國有一些學(xué)者研究過香菇醋的釀造工藝[17-19]。肖玲玲等[20]以廢棄香菇柄為原材料，經(jīng)纖維素酶酶解處理后發(fā)酵釀制香菇醋，并通過對酶水解條件的優(yōu)化，確定了最佳參數(shù)。魏登和王柳以香菇和薏米為原料，并在傳統(tǒng)食醋釀造方法的基礎(chǔ)上研制出一種新型保健醋[21]。

如果將香菇和小米相結(jié)合，可以制得兼具二者營養(yǎng)和風(fēng)味的香菇小米醋。目前有關(guān)于香菇棗醋、香菇桃醋、香菇薏米醋、香菇糯米醋等的報道，但還未見對香菇小米醋的研究報導(dǎo)。以香菇和陜北特有的米脂小米為原料進(jìn)行復(fù)合醪發(fā)酵，從而提高糖度，制造出一款融合兩種原料風(fēng)味和特色的成品保健醋，獲得符合市場需求的產(chǎn)品配方與生產(chǎn)工藝?？梢蕴岣邇煞N農(nóng)產(chǎn)品的綜合利用價值，為相關(guān)企業(yè)開發(fā)保健醋等復(fù)合發(fā)酵飲品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

優(yōu)質(zhì)陜北米脂小米和馬鈴薯購自延安華潤萬家超市；香菇菌種和滬釀1.01 醋酸菌由延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院食用菌研究室提供；液化酶（α-淀粉酶，酶活力24 000 U/mL）、糖化酶（葡萄糖淀粉酶，酶活力150 000 U/mL）：無錫賽德生物技術(shù)有限公司；釀酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

生化培養(yǎng)箱（LRH-70）：蘇州江東精密儀器有限公司；臺式恒溫振蕩器（THZ-D）：海門市其林貝爾儀器制造有限公司；電熱恒溫干燥箱（TH70-101-2A）：北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；高速萬能粉碎機(jī)（FS）：廣州雷邁機(jī)械設(shè)備有限公司；10L 不銹鋼普通發(fā)酵罐（BLBIO-10SJV）：連云港百侖生化科技有限公司；酸度計（HI8424）：南通沃特環(huán)?？萍加邢薰?；手持式測糖儀（ZG004）：深圳市縱觀百匯科技有限公司。

1.3 生產(chǎn)工藝流程

陜北風(fēng)味香菇小米發(fā)酵醋的生產(chǎn)工藝流程：

1.3.1 香菇糖化醪的制備

將馬鈴薯液態(tài)培養(yǎng)基裝入發(fā)酵罐中，121 ℃滅菌20 min，降至室溫（25 ℃）后接入香菇孢子，于 25 ℃，115 r/min 攪拌培養(yǎng)3 d，將獲得的香菇菌絲體液過濾，加糖化酶進(jìn)行糖化，充分糖化后用測糖儀測得香菇糖化醪的糖度為6%。

1.3.2 小米糖化醪的制備

選擇優(yōu)質(zhì)陜北米脂小米，電烤箱150 ℃烘焙1.5 h。用粉碎機(jī)將烘焙過的小米粉碎，加水放入恒溫培養(yǎng)箱，再加液化酶60 ℃保持1 h，充分液化后放入120 ℃，111.4 kPa 條件下的高壓鍋內(nèi)蒸煮30 min，冷卻至室溫（25 ℃）后加糖化酶進(jìn)行糖化，糖化充分后用測糖儀測得小米糖化醪的糖度為39%。小米經(jīng)過烘焙最后得到的產(chǎn)品醋會帶有淡淡的焦香。

1.3.3 復(fù)合糖化醪的配制

按照酒精發(fā)酵所需的最適糖濃度范圍13%～19%，將香菇糖化醪和小米糖化醪按質(zhì)量比1 ∶1 進(jìn)行配比，然后加水稀釋至混合液糖濃度分別為14 %、16 %、18 %，這樣可以使產(chǎn)品醋兼具香菇和小米的營養(yǎng)成分，二者營養(yǎng)價值得到充分的利用。

1.3.4 酒精發(fā)酵

將干酵母預(yù)先在2%糖濃度下活化1 h 后，加入不同稀釋濃度的復(fù)合糖化醪中。在各設(shè)定的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵72 h，通過正交試驗得出最佳因素配比，并在最佳因素配比下進(jìn)行重復(fù)酒精發(fā)酵試驗得出發(fā)酵后的酒精濃度。

1.3.5 醋酸發(fā)酵

將醋酸菌于32 ℃活化20 h 后，轉(zhuǎn)入盛醋酸菌活化培養(yǎng)基三角燒瓶中，用紗布封口，于32 ℃、轉(zhuǎn)速180 r/min 條件下活化培養(yǎng)24 h（總酸度＞1%）?；罨蟮拇姿峋航尤刖凭l(fā)酵液中，并用通氣泵持續(xù)通入氣體，保持空氣流量為1 ∶0.2（發(fā)酵液與空氣的體積比），在各設(shè)定條件下進(jìn)行醋酸發(fā)酵7 d 左右，通過正交試驗得出醋酸發(fā)酵所需的最佳因素配比，并在最佳因素配比下進(jìn)行重復(fù)醋酸發(fā)酵試驗測出醋酸濃度。

1.3.6 成熟加鹽

為提高發(fā)酵醋的風(fēng)味及色澤，在醋酸發(fā)酵完全的發(fā)酵液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%食鹽以抑制醋酸菌活性和防止其它細(xì)菌滋生，靜置1 d 澄清后過濾，將上清液用巴氏消毒法進(jìn)行滅菌后，即制得香菇小米發(fā)酵醋成品。

1.4 生產(chǎn)工藝的確定

1.4.1 酒精發(fā)酵正交試驗設(shè)計

選取影響復(fù)合糖化醪酒精發(fā)酵的3 個主要因素發(fā)酵溫度、酵母液添加量、發(fā)酵糖度及設(shè)置空列，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗設(shè)計，因素和水平見表1。發(fā)酵72 h 后測量酒精濃度。

表1 酒精發(fā)酵正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factor level table of alcohol fermentation

1.4.2 醋酸發(fā)酵正交試驗設(shè)計

通風(fēng)發(fā)酵可縮短發(fā)酵時間，以轉(zhuǎn)速150 r/min 為通氣條件，以酒精發(fā)酵階段產(chǎn)生的酒精量為前提，選取影響醋酸發(fā)酵的3 個主要因素發(fā)酵溫度、醋酸菌使用量和起始pH 值及設(shè)置空列，進(jìn)行四因素三水平的正交試驗設(shè)計，因素和水平見表2。發(fā)酵7 d 后測量醋酸濃度。

表2 醋酸發(fā)酵正交試驗因素水平表Table 2 Orthogonal experiment factor level table of acetic fermentation

1.5 品質(zhì)檢測

根據(jù)酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵正交試驗結(jié)果確定的香菇小米醋的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行釀造，對最終成品醋進(jìn)行品質(zhì)檢測。

1.5.1 理化指標(biāo)檢測

還原糖（以葡萄糖計）：斐林氏法；總酸（以醋酸計）：滴定法；氨基酸態(tài)氮：甲醛法[22]。

1.5.2 微生物指標(biāo)檢測

采用多管發(fā)酵法檢測成品中大腸菌群的數(shù)量，采用固體平板劃線法檢測成品中的細(xì)菌總數(shù)。

1.5.3 感官質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)

挑選20 歲～70 歲不同年齡段50 位受試者對香菇小米醋進(jìn)行感官鑒定，感官指標(biāo)評定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 香菇小米醋感官質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Standard for sensory quality evaluation of Lentinus edodes millet vinegar

2 結(jié)果與分析

2.1 酒精發(fā)酵正交試驗結(jié)果

酒精發(fā)酵正交試驗結(jié)果見表4。

表4 酒精發(fā)酵正交試驗表Table 4 Orthogonal experiment table of alcohol fermentation

由表4 可知，酒精發(fā)酵的發(fā)酵溫度、酵母液用量和發(fā)酵糖度的不同，對發(fā)酵液的影響很大。從極差R 值的大小看，酵母液用量的極差最大，其次是發(fā)酵糖度，發(fā)酵溫度的極差最小，但都與空列有很大差異，說明酵母液用量是影響酒精發(fā)酵的主要因素，發(fā)酵糖度是影響酒精發(fā)酵的次要因素，而發(fā)酵溫度對其影響最小。依據(jù)正交試驗結(jié)果得出的最佳酒精發(fā)酵條件為A2B2C2，即發(fā)酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發(fā)酵糖度為16%，而從設(shè)計的9 組試驗得出的最佳條件是A2B2C3，即發(fā)酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發(fā)酵糖度為18%。為避免試驗結(jié)果的偶然誤差，對A2B2C2和A2B2C3進(jìn)行了重復(fù)試驗，得出兩種條件下酒精濃度分別為7.91%和7.75%。因此，酒精發(fā)酵階段的最佳條件是A2B2C2，即發(fā)酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7%，發(fā)酵糖度為16%，得出的酒精濃度最大為7.91%。

2.2 醋酸發(fā)酵正交試驗結(jié)果

醋酸發(fā)酵正交試驗結(jié)果見表5。

表5 醋酸發(fā)酵正交試驗表Table 5 Orthogonal experiment table of acetic fermentation

由表5 可知，醋酸發(fā)酵的發(fā)酵溫度、醋酸菌用量和起始pH 值的不同，對發(fā)酵液的影響很大。從極差R 值的大小看，發(fā)酵溫度的極差最大，其次是醋酸菌用量，起始pH 值的極差最小，但都與空列有很大差異，說明發(fā)酵溫度是影響醋酸發(fā)酵的主要因素，醋酸菌用量是影響醋酸發(fā)酵的次要因素，而起始pH 值對其影響最小。依據(jù)正交試驗結(jié)果得出的最佳醋酸發(fā)酵條件為A2B3C2，即發(fā)酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0，而從設(shè)計的9 組試驗得出的最佳條件是A2B2C3，即發(fā)酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為7%，起始pH 值為6.5。為避免試驗結(jié)果的偶然誤差，對A2B3C2和A2B2C3進(jìn)行了重復(fù)試驗，得出兩種條件下醋酸濃度分別為5.45%和5.36%。因此，醋酸發(fā)酵階段的最佳條件是A2B3C2，即發(fā)酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0，得出的醋酸濃度最大為5.45%。

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)檢測結(jié)果

2.3.1 理化指標(biāo)

經(jīng)檢測，香菇小米醋成品中還原糖的含量是1.4 g/100 mL，還原糖主要來源于原料的糖化，后在多種酶的作用下轉(zhuǎn)化為酒精其含量會逐漸降低；總酸達(dá)到5.9 g/100 mL，雖未經(jīng)陳釀，但和普通釀造食醋總酸含量3.5 g/100 mL 相比，產(chǎn)品的酸度提高了40.68%，酸度較高可抑制醋中微生物的生長，防止其腐敗變質(zhì)；氨基酸態(tài)氮的含量是0.15 g/100 mL，氨基酸的存在增加了醋的營養(yǎng)，同時對醋的提鮮增香也有較明顯的效果。

2.3.2 衛(wèi)生指標(biāo)

香菇小米醋成品中微生物檢測結(jié)果為大腸菌群2.1 MPN/g，菌落總數(shù)42 CFU/g；未檢出沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、鏈球菌、葡萄球菌等致病菌。微生物指標(biāo)檢測符合國家相關(guān)規(guī)定。

2.3.3 感官評價

對50 位受試感官評價者的各項打分進(jìn)行平均：色澤 18 分、氣味 19 分、口感 36 分、體態(tài) 18 分，綜合評價為91 分。90%以上的評價者認(rèn)為香菇小米醋成品口感純正，風(fēng)味獨特，適應(yīng)市場和消費者的需求。

3 結(jié)論與討論

食醋是日常生活中的一種重要調(diào)味品，隨著人們健康意識的增強(qiáng)，開發(fā)具有保健功能的醋已成為主流趨勢。而香菇是具有較高營養(yǎng)及藥用價值的真菌，將其引入小米醋，既充分利用了我國的香菇資源，又迎合了營養(yǎng)保健的飲食理念。相較于普通小米酒，試驗采用了陜北特有的米脂小米，使制備的香菇小米醋具有獨特的陜北風(fēng)味。

通過對陜北風(fēng)味香菇小米醋的釀造工藝路線進(jìn)行探索，采用對酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵兩階段的L9（34）正交試驗確定了最佳的原料配比及生產(chǎn)條件。得出在酒精發(fā)酵過程最佳的發(fā)酵溫度為30 ℃，酵母液用量為7 %，發(fā)酵糖度為16 %；在醋酸發(fā)酵過程中最佳的發(fā)酵溫度為32 ℃，醋酸菌用量為9%，起始pH 值為6.0。在最佳條件下對原料進(jìn)行發(fā)酵試驗得出酒精度為7.91%，醋酸濃度為5.45%的香菇小米醋。由于香菇糖化醪是以香菇菌種為原料進(jìn)行液態(tài)深層發(fā)酵，相較于子實體更能獲得大量具有生理活性的真菌多糖發(fā)酵醪，再經(jīng)酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵而成，又融合了小米發(fā)酵所得的醋酸，所以產(chǎn)品營養(yǎng)價值均高于單純的香菇醋和小米醋。

在進(jìn)行感官品評時，選取了50 位具代表性的不同年齡段受試者的品評意見，能夠在一定程度上說明人們對陜北風(fēng)味香菇小米發(fā)酵醋的接受程度，但產(chǎn)品若想走向市場還需進(jìn)行更加充足的試驗性數(shù)據(jù)檢測與產(chǎn)品工藝篩選，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)。該研究結(jié)果可為保健醋的開發(fā)提供參考。