發(fā)酵型無花果果醋的研制

王建剛，楊 萌，姜 穎

（山東藥品食品職業(yè)學(xué)院食品系，山東威海 264210）

無花果的營養(yǎng)與藥用醫(yī)療價(jià)值很高。據(jù)現(xiàn)代科學(xué)分析，成熟無花果可食部分達(dá)90 %。其水分含量為82 %，粗纖維含量為1.9 %，還含有大量葡萄糖、果糖[1-3]。由于無花果果皮薄，成熟于炎熱的夏秋季，加之現(xiàn)階段的貯藏技術(shù)有限等因素，無花果極易腐爛，制約了無花果產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。果醋是以水果為主要原料，利用現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)釀制而成的一種風(fēng)味獨(dú)特且具有保健功能的飲料，經(jīng)常飲用能促進(jìn)新陳代謝、降低膽固醇，提高機(jī)體的免疫力[4-7]。將新鮮的無花果發(fā)酵成果醋，不僅發(fā)揮了無花果的營養(yǎng)保健作用，還提高了無花果的利用價(jià)值，豐富了無花果的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

無花果果醋的研究文獻(xiàn)雖然有報(bào)道，但是數(shù)量很少[8-9]。本研究以威海當(dāng)?shù)責(zé)o花果鮮果為原料，以產(chǎn)品感官鑒評作為主要參考指標(biāo)，結(jié)合理化指標(biāo)探究發(fā)酵型無花果果醋的最優(yōu)發(fā)酵工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

無花果鮮果：威海產(chǎn)。

葡萄酒高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司。

活性醋酸菌：山東濟(jì)寧玉園生物科技有限公司。

果膠酶：廣西南寧龐博生物工程有限公司。

白糖、檸檬酸：食品級，市售。

1.2 儀器設(shè)備

FA2004N 型電子天平：鄭州南北儀器設(shè)備有限公司。

光合TS-111B 全溫?fù)u床：金壇市精達(dá)儀器制造有限公司。

PHS-3C 型酸度計(jì)：鄭州寶晶電子科技有限公司。

酒精計(jì)、手持糖度計(jì)、發(fā)酵罐。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程（圖1）

1.3.2 操作步驟

預(yù)處理：將無花果鮮果適度破碎，使其在發(fā)酵時(shí)能夠被充分浸提，然后直接入罐。根據(jù)酒精發(fā)酵的目標(biāo)酒精度調(diào)整糖含量，并添加適量的果膠酶，以提高出汁率。

酵母活化：將活性干酵母用35～40 ℃的2%糖水活化20～30 min，直至產(chǎn)生大量微小氣泡。

酒精發(fā)酵：酒精發(fā)酵與醋酸成品的質(zhì)量密切相關(guān)。酒精發(fā)酵溫度控制在25～30 ℃，發(fā)酵至酒精度不再升高為止。

汁渣分離：酒精發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行汁渣分離，取果汁，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)整酒精度，為醋酸發(fā)酵做準(zhǔn)備。

醋酸發(fā)酵：將活化后的醋酸菌液加入酒精發(fā)酵液中，并在一定溫度條件下進(jìn)行醋酸發(fā)酵，定期攪拌，直至酸度不再升高。

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究以感官鑒評得分作為響應(yīng)值，以影響醋酸發(fā)酵的酒精度、醋酸菌發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵溫度作為考察因素，利用軟件Design-expert8.0 進(jìn)行Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平表見表1。

表1 發(fā)酵參數(shù)因素水平表

1.3.4 檢驗(yàn)依據(jù)

由于目前國內(nèi)還沒有關(guān)于無花果醋的具體國家標(biāo)準(zhǔn)，本研究參考果醋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2987—2016、GB 5009.239—2016 和GB 4789.15 對發(fā)酵的無花果醋的理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)；按表2對發(fā)酵無花果醋的感官指標(biāo)進(jìn)行評分。

圖1 無花果果醋工藝流程圖

表2 無花果果醋感官評分表

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

最終發(fā)酵的產(chǎn)品在符合理化要求和微生物要求的前提下，以感官鑒評得分為響應(yīng)值，以影響醋酸發(fā)酵的酒精度、醋酸菌發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵溫度為考察因素，響應(yīng)面設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。

表3 三因素三水平Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.2 結(jié)果分析

將表3 數(shù)據(jù)用Design-expert8.0 進(jìn)行分析擬合，以感官鑒評分?jǐn)?shù)（Y）為參考指標(biāo)，得出醋酸發(fā)酵的酒精度（A）、醋酸菌發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）3個(gè)因子的數(shù)學(xué)二次多項(xiàng)回歸方程。

進(jìn)一步對該回歸模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，響應(yīng)面數(shù)據(jù)的方差分析結(jié)果見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表4 可知，模 型F 值=4.22，P 值=0.0353＜0.0500，說明回歸模型顯著。失擬項(xiàng)P 值=0.3106＞0.1000，說明失擬項(xiàng)不顯著，模型擬合程度良好，可以用此模型來分析和預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行響應(yīng)面分析，得到響應(yīng)面曲面及等高線圖（圖2）。將其中一個(gè)因素固定做響應(yīng)面可獲得另外兩個(gè)因素的交互作用圖，通過響應(yīng)曲面及其等高線圖的形狀可直觀地反映出各因素間交互效應(yīng)的強(qiáng)弱對響應(yīng)值的影響。當(dāng)響應(yīng)曲面圖的拋物面開口向下時(shí)，具有極大值點(diǎn)；等高線圖的形狀呈橢圓形時(shí)表示兩因素之間作用顯著，呈圓形時(shí)相反。由圖2 可知，每個(gè)影響因子對于最佳感官都有一個(gè)最佳穩(wěn)定條件。

圖2 醋酸菌接種量、酒精度和發(fā)酵溫度對果醋感官的影響

利用Design-expert 軟件對擬合方程進(jìn)行分析求解，得酒精度為5.82 %vol，醋酸菌接種量為0.97%，發(fā)酵溫度為32.82 ℃時(shí)有唯一最優(yōu)解。

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證模型預(yù)測準(zhǔn)確性，考慮實(shí)際可操作性，設(shè)定初始酒精度為6%vol，醋酸菌接種量為1.0%，發(fā)酵溫度為33 ℃進(jìn)行平行試驗(yàn)，將發(fā)酵所得產(chǎn)品進(jìn)行感官鑒評和理化檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3 組平行所得產(chǎn)品理化指標(biāo)均合格，且感官評分分別為78.62分、76.83 分和76.36 分，與預(yù)測值的76.4129 分大致相當(dāng)。

3 結(jié)論

本研究直接以無花果鮮果為原料，將無花果適度破碎后直接進(jìn)行酒精發(fā)酵，無需打漿、過濾，在發(fā)酵過程中最大限度保留了無花果營養(yǎng)成分且易于后期澄清。對單因素進(jìn)行選擇后利用Design-Expert 軟件進(jìn)行Box-Behnken Design 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面分析，得到果醋發(fā)酵的最佳工藝為初始酒精度為6%vol，醋酸菌接種量為1.0%，發(fā)酵溫度為33 ℃。經(jīng)過發(fā)酵后得到的無花果果醋顏色呈透明的紅棕色，有悠長的醋酸乙酯香味，微帶甜味。該研究對于豐富無花果產(chǎn)業(yè)的品種，為無花果果醋的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和無花果果醋飲料的生產(chǎn)研制提供了理論依據(jù)。