紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿醋飲的工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析

韓 穎，王 茜，侯晨梓，卜賢盼，唐德劍，趙 育,

（1.陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710000；2.安康市富硒產(chǎn)品研發(fā)中心，陜西安康 725000；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部富硒產(chǎn)品開發(fā)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西安康 725000）

蕎麥屬蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum）植物，又名三角麥、烏麥等，目前主要有甜蕎（Buckwheat）和苦蕎（Tartary buckwheat）兩個(gè)栽培品種[1]。蕎麥作為一種雜糧作物和藥食同源食材，不僅含有豐富的膳食纖維、多種維生素及較為均衡的氨基酸蛋白質(zhì)等，還富含生物類黃酮及高活性蛋白等生物活性成分，特別是其含有較多其他谷類糧食作物缺乏的黃酮類化合物，具有抗氧化、抗炎癥、降三高等多種生理功效，是一種集營養(yǎng)、保健、治療于一體的健康食品[2]。近年來，隨著人們健康意識(shí)的提高，對蕎麥及其制品的研究開發(fā)逐漸受到重視，如利用蕎麥制酒、茶以及面包和藥品等。

紅茶菌飲料又名康普茶、海寶或胃寶，是以紅茶/綠茶為原料，加入蔗糖，以糖茶水為發(fā)酵基質(zhì)，由醋酸菌、酵母菌及乳酸菌等多種微生物共同發(fā)酵而形成的傳統(tǒng)酸性飲料[3]。紅茶菌飲料中含有豐富的醋酸、葡萄糖酸、D-葡萄糖二酸-1，4-內(nèi)酯、乳酸、茶多酚及氨基酸等有益成分，具有抑菌、提高機(jī)體免疫、抗癌及預(yù)防高血脂、高血壓等心血管疾病的保健功效[4-5]。

近年來，隨著消費(fèi)者健康保健意識(shí)的提升，國內(nèi)外對紅茶菌飲料的研究越來越廣泛和深入，其原料的選擇越來越豐富，例如以果汁、蔬菜汁、牛奶和葛根等多種原料為底物，發(fā)酵得到與傳統(tǒng)紅茶菌飲料風(fēng)格各異，具有特殊風(fēng)味和特定保健功能的新型紅茶菌醋飲[6-7]。與其他發(fā)酵食品相同，紅茶菌飲料的風(fēng)味和品質(zhì)控制受到菌種及發(fā)酵工藝等因素的影響。目前國內(nèi)對紅茶菌發(fā)酵飲料的工藝條件優(yōu)化主要集中在發(fā)酵溫度、初始pH、茶葉濃度、加糖量和接種量等方面，一般通過總酸含量、感官評分等評價(jià)指標(biāo)確定最優(yōu)發(fā)酵條件[8]。

目前，蕎麥和紅茶菌這兩種具有很強(qiáng)功能性的食品正處于研究熱點(diǎn)，而將兩者結(jié)合起來，采用紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿制備醋飲的工藝研究還未見報(bào)道。因此，本研究以蕎麥漿為原料，采用紅茶菌對其進(jìn)行發(fā)酵，探究蕎麥漿可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）、紅茶菌接種量及發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵醋飲品質(zhì)的影響，以總酸含量及感官評價(jià)為指標(biāo)確定各因素最優(yōu)參數(shù)，得出紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿的理想工藝條件，同時(shí)，在此優(yōu)化條件下，測定了發(fā)酵后蕎麥漿醋飲有機(jī)酸、總酚、總黃酮等理化指標(biāo)。本研究旨在將蕎麥和紅茶菌兩種具有功能性的食品結(jié)合到一起，通過酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵這一復(fù)合發(fā)酵，得到一款具有雙重保健功效的功能性醋飲，研究結(jié)果將為蕎麥以及紅茶菌的精深開發(fā)及產(chǎn)業(yè)鏈的延伸提供新的思路和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蕎麥粉 靖邊縣蕎慶源農(nóng)產(chǎn)品加工有限公司；紅茶菌 陜西師范大學(xué)果蔬深加工工程技術(shù)研究中心提供；α-淀粉酶 生物試劑，酶活≥3700 U/g，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；堿性蛋白酶 分析純，酶活≥200000 U/g，英國BDH 公司；福林酚 分析純，Sigma-Aldrich 上海貿(mào)易有限公司；沒食子酸分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠；蘆丁 分析純，上海Dadmas-Beta 有限公司；丙二酸、蘋果酸、乳酸、琥珀酸、冰乙酸、富馬酸 分析純，上海源葉生物科技有限公司。

GSP-9080MBE 型隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；WFJ2000 型可見分光光度計(jì) 上海龍尼科儀器有限公司；Ultimate3000 型高效液相色譜儀 Thermo 公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紅茶菌的活化 參考Cvetkovic 等[9]的方法制備紅茶菌培養(yǎng)液，將茶葉與水以質(zhì)量比1:400 取量，待水沸騰后放入茶葉包及10%白糖，攪拌溶解后取出茶包，冷卻至35 ℃以下備用。將制備好的培養(yǎng)液裝入無菌大容量燒杯中，加入10%原菌液，紗布封口，置于30 ℃溫箱中培養(yǎng)7 d。

1.2.2 蕎麥發(fā)酵醋飲制備工藝流程

1.2.3 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿操作要點(diǎn) 蕎麥漿制備：將蕎麥粉與水以1:10 混合，預(yù)煮至90 ℃保持1 h，制成蕎麥原液。在蕎麥原液中加入0.30%α-淀粉酶，0.20%堿性蛋白酶，于50 ℃下酶解6 h，升溫至90 ℃保持15 min，并于100 ℃煮沸10 min 使淀粉充分液化，以碘液測試為淺黃色為液化終點(diǎn)，用無菌紗布過濾樣液，得到蕎麥漿。

紅茶菌的接種：在制備好的蕎麥漿中加入10%活化后的紅茶菌液，紗布封口，得到蕎麥漿待發(fā)酵液。

蕎麥漿的發(fā)酵：將制備好的蕎麥漿待發(fā)酵液置于30 ℃條件下發(fā)酵9 d（經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)酵9 d 后發(fā)酵液總酸含量無明顯變化）。

過濾與滅菌：發(fā)酵9 d 后得到蕎麥漿發(fā)酵液，紗布過濾，于121 ℃下高壓滅菌15 min，冷卻，即得到紅茶菌蕎麥醋飲成品。

1.2.4 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.4.1 蕎麥漿SSC 確定 經(jīng)測定蕎麥漿原液SSC為8%，為確定紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿的最適蕎麥漿SSC，通過采用蒸餾水稀釋蕎麥漿或向蕎麥漿中加白砂糖而使蕎麥漿SSC 達(dá)到7%、10%、13%、16%，接入10%紅茶菌液，紗布封口，于30 ℃條件下發(fā)酵9 d（經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)酵9 d 后發(fā)酵液總酸含量無明顯變化），發(fā)酵過程中每天取樣測定發(fā)酵液總酸含量。

1.2.4.2 紅茶菌接種量確定 為確定紅茶菌在蕎麥漿中的最適接種量，調(diào)整蕎麥漿SSC 為10%，分別接入5%、10%、15%、20%紅茶菌，紗布封口，于30 ℃條件下發(fā)酵9 d（經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)酵9 d 后發(fā)酵液總酸含量無明顯變化），發(fā)酵過程中每天取樣測定發(fā)酵液總酸含量。

1.2.4.3 發(fā)酵溫度確定 為確定紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿最適溫度，調(diào)整蕎麥漿SSC 為10%，接入10%紅茶菌液，紗布封口，分別于20、25、30、35 ℃下至發(fā)酵發(fā)酵9 d（經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)證明發(fā)酵9 d 后發(fā)酵液總酸含量無明顯變化），發(fā)酵過程中每天取樣測定發(fā)酵液總酸含量。

1.2.5 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝正交試驗(yàn) 參考Wang等[10]的方法，以總酸含量為指標(biāo)篩選出最佳單因素條件，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平如表1 所示，以總酸及感官評價(jià)為指標(biāo)確定紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿的最佳工藝條件。

表1 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test factor level table of kombucha fermented buckwheat milk syrup process

綜合加權(quán)評分法參考李敏等[11]的方法，在紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿正交試驗(yàn)中，對總酸含量和感官評分兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合加權(quán)評分，確定各指標(biāo)權(quán)重，以滿分100 分計(jì)?？偹岷繖?quán)重分值40 分，感官評價(jià)權(quán)重分值60 分，綜合評分為各指標(biāo)加權(quán)評分之和。

式中：Yi表示指標(biāo)加權(quán)得分，分；a 表示指標(biāo)權(quán)重分值，分；Wi表示指標(biāo)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果，g/L 或分；W0表示最佳試驗(yàn)結(jié)果（總酸最佳值為36.15 g/L，感官評分最佳值為88 分），g/L 或分。

1.2.6 指標(biāo)測定

1.2.6.1 總酸含量測定 參考GB/T 12456-2021[12]《食品中總酸的測定》，采用酸堿滴定法。

1.2.6.2 感官評價(jià) 蕎麥醋飲的感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，為保證不同發(fā)酵樣品感官評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性與標(biāo)準(zhǔn)化，對所選取的10 名感官評定人員（男女比例1:1）進(jìn)行紅茶菌感官屬性的認(rèn)知與鑒評培訓(xùn)，使各感官評定人員對紅茶菌的香氣、口感、形態(tài)與色澤特性和強(qiáng)度進(jìn)行了解，并確定了描述紅茶菌感官品質(zhì)的特征術(shù)語。

表2 蕎麥漿醋飲感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for sensory evaluation of buckwheat fermented beverage

1.2.6.3 蕎麥漿發(fā)酵過程中pH 測定 參考GB/T 5009.237-2016[13]《食品pH 值的測定》，使用pH 計(jì)直接測定。

1.2.6.4 蕎麥漿發(fā)酵過程中還原糖含量測定 參考索化夷等[14]的方法繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。建立回歸方程為：y=0.9864x-0.0024，決定系數(shù)R2=0.9981。取發(fā)酵樣液1 mL，按葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟進(jìn)行，根據(jù)回歸方程計(jì)算還原糖含量。

1.2.6.5 蕎麥漿發(fā)酵過程中總酚含量測定 采用Folin-Ciocalteu 法測定總酚含量，參考Wu 等的方法[15]繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。建立回歸方程為y=15.618x+0.0652，決定系數(shù)R2=0.9919。

發(fā)酵樣液中總酚含量測定：吸取樣品0.5 mL，按沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟進(jìn)行，采用回歸方程計(jì)算蕎麥漿發(fā)酵液總酚含量。

1.2.6.6 蕎麥漿發(fā)酵過程中總黃酮含量測定 參考Li 等的方法[16]繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線。建立回歸方程為y=0.7724x-0.016，決定系數(shù)R2=0.9923。

發(fā)酵樣液中總黃酮含量測定：取1 mL 樣液，按蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟進(jìn)行，采用回歸方程計(jì)算發(fā)酵液中總黃酮含量。

1.2.6.7 蕎麥漿發(fā)酵過程中有機(jī)酸含量測定 采用HPLC 法測定[17]，DiamonsilC18色譜柱，流動(dòng)相為0.04 mol/L 磷酸二氫鉀（pH2.7），流速0.4 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量20 μL，檢測波長210 nm。

樣品測定：取發(fā)酵后蕎麥漿上清液，經(jīng)0.22 μm濾膜過濾，濾液用于上機(jī)分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均做3 個(gè)重復(fù)測定，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及作圖使用Excel 2010 軟件進(jìn)行，采用SPSS 24.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝的單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 SSC 對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響 由圖1可知，蕎麥漿初始可溶性固形物含量影響蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸含量，不同SSC 的蕎麥漿在發(fā)酵前7 d總酸含量均迅速上升，繼續(xù)發(fā)酵總酸含量逐漸趨于穩(wěn)定，至第9 d 時(shí)總酸含量無明顯變化，其中SSC 為13%的蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量最高，達(dá)到33.08 g/L，其次為SSC 為10%、16%和7%的蕎麥漿發(fā)酵液，對應(yīng)總酸含量由高到低依次為31.57、30.76 和23.92 g/L。結(jié)果表明紅茶菌發(fā)酵SSC 為13%的蕎麥漿時(shí)具有較好的產(chǎn)酸能力，能獲得總酸含量較高的蕎麥漿發(fā)酵液。

圖1 SSC 對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響Fig.1 Effects of SSC on the total acid in the fermentation process of buckwheat syrup

2.1.2 紅茶菌接種量對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響 由圖2 可知，紅茶菌接種量影響蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸含量，不同紅茶菌接種量的蕎麥漿在發(fā)酵過程中總酸含量均呈上升趨勢，第8 d 起趨于穩(wěn)定，至發(fā)酵第9 d 時(shí)發(fā)酵液總酸含量由高到低依次為紅茶菌接種量為15%、20%、10%和5%的蕎麥漿發(fā)酵液，對應(yīng)總酸含量由高到低依次為36.64、35.64、35.80 和34.76 g/L。結(jié)果表明當(dāng)紅茶菌接種量為15%時(shí)，能夠獲得總酸含量較高的蕎麥漿發(fā)酵液。

圖2 紅茶菌接種量對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響Fig.2 Effects of kombucha inoculation amount on total acid in the fermentation process of buckwheat syrup

2.1.3 發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響由圖3 可知，發(fā)酵溫度影響蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸含量，不同發(fā)酵溫度下蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量在發(fā)酵前8 d 時(shí)迅速上升，發(fā)酵第9 d 時(shí)總酸含量無明顯變化，至發(fā)酵第9 d 時(shí)發(fā)酵液總酸含量由高到低依次為于30、35、25 和20 ℃條件下發(fā)酵的蕎麥漿，對應(yīng)總酸含量依次為36.56、33.00、27.80 和19.16 g/L。結(jié)果表明發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí)更利于紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿，此條件下能夠獲得總酸含量較高的蕎麥漿發(fā)酵液。

圖3 發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵過程中總酸的影響Fig.3 Effects of fermentation temperature on the total acid in the fermentation process of buckwheat syrup

2.2 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝正交試驗(yàn)

紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝正交試驗(yàn)結(jié)果及直觀分析如表3 所示，各因素對蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量影響大小為發(fā)酵溫度＞蕎麥漿SSC＞紅茶菌接種量；由總酸含量方差分析表4 可知，蕎麥漿SSC 和紅茶菌接種量對蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量具有顯著性影響（P＜0.05），發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量影響極顯著（P＜0.01）?？偹岷空辉囼?yàn)優(yōu)組合為A2B2C2，即蕎麥漿SSC13%、紅茶菌接種量15%、發(fā)酵溫度30 ℃。

表3 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝正交試驗(yàn)結(jié)果及直觀分析Table 3 Orthogonal test results and visual analysis of kombucha fermented buckwheat syrup process

表4 總酸含量方差分析結(jié)果Table 4 Results of variance analysis of total acid content

由表3 可知，各因素對蕎麥漿發(fā)酵液感官評分影響大小為紅茶菌接種量＞蕎麥漿SSC＞發(fā)酵溫度；由感官評分方差分析表5 可知，蕎麥漿SSC 及紅茶菌接種量對蕎麥漿發(fā)酵液感官評分具有顯著性影響（P＜0.05），發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵液感官評分影響極顯著（P＜0.01）；感官評分正交試驗(yàn)優(yōu)組合為A2B1C2，即蕎麥漿SSC13%、紅茶菌接種量10%、發(fā)酵溫度30 ℃。

表5 感官評價(jià)方差分析結(jié)果Table 5 Results of variance analysis of sensory evaluation

正交試驗(yàn)結(jié)果不一致時(shí)，通過綜合評價(jià)值選出最優(yōu)配方。綜合評價(jià)值由總酸含量（Y1）、感官評分（Y2）加權(quán)得出?？紤]消費(fèi)者對于感官評分重視程度，設(shè)定感官評價(jià)權(quán)重值最大，總酸含量次之。

綜合評價(jià)值直觀分析如表3 所示，正交試驗(yàn)中所得綜合評價(jià)值最高組合為蕎麥漿SSC10%、紅茶菌接種量10%、發(fā)酵溫度30 ℃，此條件下得到的蕎麥漿發(fā)酵液總酸濃度為34.94 g/L，感官評分為87分；對正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀分析，得出綜合評價(jià)值優(yōu)組合為A2B2C2，即蕎麥漿SSC13%、紅茶菌接種量15%、發(fā)酵溫度30 ℃，各因素對蕎麥漿發(fā)酵液綜合評分影響為發(fā)酵溫度＞蕎麥漿SSC＞紅茶菌接種量，因此，下文蕎麥醋飲的制備條件選取綜合評價(jià)值優(yōu)組合A2B2C2，即在蕎麥漿SSC13%、紅茶菌接種量15%、發(fā)酵溫度30 ℃制備蕎麥醋飲。此外，由綜合評價(jià)方差分析表6 可知，蕎麥漿SSC、紅茶菌接種量、發(fā)酵溫度均對蕎麥漿發(fā)酵液綜合評分影響顯著（P＜0.05）。

表6 綜合評價(jià)方差分析結(jié)果Table 6 Results of variance analysis of comprehensive evaluation

2.3 蕎麥漿發(fā)酵過程中pH 及總酸含量變化

選取正交試驗(yàn)最優(yōu)因素水平，當(dāng)蕎麥漿SSC13%，紅茶菌添加量15%，發(fā)酵溫度30 ℃時(shí)對蕎麥漿用紅茶菌進(jìn)行發(fā)酵，蕎麥漿發(fā)酵過程中pH 和總酸含量變化由圖4 所示，蕎麥漿pH 在發(fā)酵前8 d 時(shí)顯著下降（P＜0.05），繼續(xù)發(fā)酵pH 趨于穩(wěn)定，第9 d 時(shí)pH 降為3.10；蕎麥漿總酸含量在發(fā)酵過程中顯著上升（P＜0.05），由發(fā)酵第0 d 的6.72 g/L 上升至第9 d 的32.96 g/L。

圖4 蕎麥漿發(fā)酵過程中pH 和總酸含量變化Fig.4 Changes in pH and total acid concentration of buckwheat syrup during the fermentation

2.4 蕎麥漿發(fā)酵過程中還原糖含量變化

在最優(yōu)因素水平下對蕎麥漿進(jìn)行紅茶菌發(fā)酵，蕎麥漿發(fā)酵過程中還原糖含量變化如圖5 所示，還原糖含量在發(fā)酵前5 d 時(shí)呈顯著上升趨勢（P＜0.05），由第0 d 的8.60 g/L 上升到第5 d 的29.09 g/L，繼續(xù)發(fā)酵還原糖含量顯著下降（P＜0.05），至第9 d 還原糖含量降至最低3.71 g/L。

圖5 蕎麥漿發(fā)酵過程中還原糖含量變化Fig.5 Changes of reducing sugar content in buckwheat syrup during the fermentation

2.5 蕎麥漿發(fā)酵過程中總酚及總黃酮含量變化

由圖6a 可知，蕎麥漿在發(fā)酵過程中總酚含量呈顯著上升（P＜0.05），由第0 d 的0.78 g/L 上升到第9 d的1.72 g/L；蕎麥漿在發(fā)酵過程中總黃酮含量變化由圖6b 所示，發(fā)酵前3 d 發(fā)酵液中總黃酮含量顯著下降（P＜0.05），由第0 d 的2.05 g/L 下降至第3 d 的1.52 g/L，繼續(xù)發(fā)酵發(fā)酵液中黃酮含量顯著上升（P＜0.05），至第9 d 時(shí)上升為2.55 g/L，且發(fā)酵液最終總黃酮含量顯著高于初始黃酮含量（P＜0.05）。

圖6 蕎麥漿發(fā)酵過程中總酚及總黃酮含量變化Fig.6 Changes in contents of total phenols and flavonoids in buckwheat syrup during the fermentation

2.6 蕎麥漿發(fā)酵過程中有機(jī)酸含量變化

2.6.1 有機(jī)酸混合標(biāo)品線性關(guān)系 不同有機(jī)酸保留時(shí)間、峰面積及標(biāo)準(zhǔn)曲線方程由表7 所示，各有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)品決定系數(shù)（R2）均大于0.9910，呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系和高擬合置信度。

表7 不同有機(jī)酸保留時(shí)間、峰面積及標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Table 7 Retention time,peak area and standard curve equation of different organic acids

2.6.2 蕎麥漿發(fā)酵過程中有機(jī)酸含量變化 紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿過程中有機(jī)酸含量變化如表8 所示，在發(fā)酵過程中乙酸含量始終呈顯著上升（P＜0.05），為蕎麥漿發(fā)酵過程中產(chǎn)生的主要有機(jī)酸種類，由第0 d的1.40 g/L 上升至第9 d 的18.53 g/L；乳酸含量在發(fā)酵過程中由第0 d 的0.48 g/L 顯著上升到第9 d的6.46 g/L（P＜0.05），至第9 d 時(shí)含量僅次于乙酸；蘋果酸含量在發(fā)酵前7 d 顯著上升（P＜0.05），至第7 d時(shí)含量達(dá)到最高7.19 g/L，繼續(xù)發(fā)酵蘋果酸含量顯著下降（P＜0.05）；丙二酸含量在發(fā)酵前5 d 顯著上升（P＜0.05），至第5 d 時(shí)含量達(dá)到最高12.28 g/L，繼續(xù)發(fā)酵丙二酸含量顯著下降（P＜0.05）；琥珀酸含量在發(fā)酵過程中先明顯上升后趨于穩(wěn)定，發(fā)酵第9 d 時(shí)含量為3.99 g/L；富馬酸含量在發(fā)酵過程中無顯著變化且含量較低（P＞0.05），發(fā)酵至第9 d 時(shí)富馬酸含量為0.04 g/L。

表8 蕎麥漿發(fā)酵過程中各有機(jī)酸含量變化Table 8 Changes in the contents of organic acids during the fermentation of buckwheat syrup

3 討論

在紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿工藝單因素實(shí)驗(yàn)中，無論SSC 是多少，發(fā)酵過程中總酸含量均上升。這是由于在蕎麥漿中添加適量蔗糖后，紅茶菌中的酵母菌、醋酸菌和乳酸菌利用蔗糖和其他營養(yǎng)元素生成了乙酸等有機(jī)酸，導(dǎo)致總酸含量上升；若初始SSC 太高，可能對酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生一定的抑制作用，因此當(dāng)SSC 超過13%時(shí)，總酸含量又有所降低[18]。宋清鵬等[19]對紅茶菌發(fā)酵飲料的研究也表明初始SSC 為14%時(shí)，產(chǎn)酸量最高，其次為10%、18%和6%，因此確保適宜的SSC 有利于控制菌種發(fā)酵程度。

在紅茶菌接種量對總酸含量的影響試驗(yàn)中，發(fā)酵至第9 d 時(shí)接種15%紅茶菌的發(fā)酵液總酸含量最高，其次分別為接種量20%、10%和5%的蕎麥漿，這是由于當(dāng)紅茶菌接種量不斷增加，菌體大量生長繁殖促進(jìn)發(fā)酵，但接種量過高一方面會(huì)使菌體大量繁殖使發(fā)酵液中的營養(yǎng)成分被過度分解利用，導(dǎo)致發(fā)酵液總酸含量下降，另一方面菌體大量繁殖會(huì)產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)老化、自溶等現(xiàn)象[18]。

在對適宜發(fā)酵溫度的確定試驗(yàn)中，至發(fā)酵第9 d時(shí)在30 ℃條件下能獲得總酸含量最高的蕎麥漿發(fā)酵液，其次為25、20 和35 ℃條件下得到的發(fā)酵液，這是由于當(dāng)發(fā)酵溫度升高時(shí)，微生物細(xì)胞內(nèi)酶活性提高，微生物生長加快，促進(jìn)發(fā)酵從而產(chǎn)酸較高；但溫度過高會(huì)加速菌體的生長，使得菌體提前老化，因此導(dǎo)致發(fā)酵液總酸含量降低[20]。

紅茶菌在發(fā)酵蕎麥漿的過程中產(chǎn)生酸而引起發(fā)酵液pH 下降，在發(fā)酵至第9 d 時(shí)發(fā)酵液pH 降為最低3.10。紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿包括乙醇發(fā)酵和醋酸發(fā)酵兩個(gè)階段，發(fā)酵初期為乙醇發(fā)酵階段，此時(shí)主要由酵母菌利用蔗糖產(chǎn)生乙醇和CO2，后期為醋酸發(fā)酵階段，醋酸菌利用初期酵母產(chǎn)生的乙醇生成乙酸等多種有機(jī)酸，此外，乳酸菌利用酵母菌的代謝產(chǎn)物逐漸生長繁殖，并產(chǎn)生乳酸[21]。有機(jī)酸的生成引起發(fā)酵液pH 降低，蕎麥漿在發(fā)酵8～9 d 時(shí)pH 無明顯變化，此時(shí)總酸含量仍在增加，這可能是由于紅茶菌液具有緩沖作用，當(dāng)紅茶菌發(fā)酵生成的CO2于水后會(huì)產(chǎn)生HCO3-，與有機(jī)酸所釋放的H+發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致即使在醋酸發(fā)酵階段能夠產(chǎn)生大量的酸而pH 仍保持穩(wěn)定[22]。

蕎麥漿在發(fā)酵過程中還原糖含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，這是由于在紅茶菌乙醇發(fā)酵階段，由于醋酸菌不能直接利用蔗糖或利用蔗糖速度很慢，此時(shí)酵母菌成為主要生長代謝菌，將蔗糖分解為葡萄糖和果糖[23]，從而使發(fā)酵液中還原糖含量顯著上升（P＜0.05）。繼續(xù)發(fā)酵至發(fā)酵液中累積有足量葡萄糖、果糖和乙醇，此時(shí)醋酸菌開始大量生長繁殖，使葡萄糖、果糖氧化生成葡萄糖酸、乙酸等代謝產(chǎn)物，同時(shí)醋酸菌將酵母菌產(chǎn)生的乙醇氧化生成乙酸[24]，因此還原糖含量開始下降。

蕎麥漿在發(fā)酵過程中總酚含量呈上升趨勢，總黃酮含量在發(fā)酵前3 d 時(shí)逐漸降低，繼續(xù)發(fā)酵時(shí)呈上升趨勢。蕎麥漿發(fā)酵過程中總酚及總黃酮含量的上升可能是由于蕎麥漿中存在殘?jiān)诎l(fā)酵過程中由于發(fā)酵液酸堿度的變化及微生物分泌出各種酶等，使得殘?jiān)薪Y(jié)合態(tài)酚類及黃酮類化合物分解溶出[25-26]；另一方面，紅茶菌可能將原料中本身的大分子的多酚和黃酮類物質(zhì)變成了新的小的酚類及黃酮類化合物，使多酚和黃酮的種類及含量增加[27]；而發(fā)酵初期發(fā)酵液中總黃酮含量下降可能是由于在發(fā)酵初期游離態(tài)的黃酮醇類物質(zhì)易與醋液中糖苷結(jié)合形成配糖體，使黃酮類物質(zhì)中的毛地黃黃酮、楊梅黃酮、山奈酚及槲皮素含量降低[28]。

乙酸為紅茶菌發(fā)酵蕎麥漿過程中產(chǎn)生的主要有機(jī)酸種類，在發(fā)酵初期乙醇發(fā)酵階段，乳酸菌生長繁殖使乳酸含量顯著上升（P＜0.05），酵母菌可將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酸，使乙酸含量顯著上升（P＜0.05），同時(shí)酵母菌在乙醇發(fā)酵過程中可生成琥珀酸，琥珀酸含量呈顯著上升趨勢（P＜0.05）[29]，蘋果酸及丙二酸隨著發(fā)酵的進(jìn)行含量逐漸上升；繼續(xù)發(fā)酵進(jìn)入醋酸發(fā)酵階段，醋酸菌在有氧條件下大量生長繁殖，將葡萄糖和乙醇氧化為乙酸，致使乙酸含量大幅增加[18]；此外，醋酸菌能夠氧化糖類物質(zhì)為葡萄糖酮酸或葡萄糖酸，再進(jìn)一步氧化生成乳酸及琥珀酸，在發(fā)酵末期部分乳酸菌可通過蘋果酸-乳酸發(fā)酵（Malo-lactic fermentation，MLF）較為專一地分解蘋果酸，生成乳酸和CO2[30]，這也對發(fā)酵末期發(fā)酵液中蘋果酸含量有顯著下降進(jìn)行了解釋；富馬酸作為各個(gè)代謝途徑的中間產(chǎn)物，隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行變化趨勢不顯著且含量不高，表明富馬酸在微生物代謝途徑中不易大量積累[31]。

4 結(jié)論

本研究以蕎麥粉為原料，采用紅茶菌發(fā)酵制備蕎麥漿醋飲?？疾斐跏际w麥漿SSC、紅茶菌接種量、發(fā)酵溫度對蕎麥漿發(fā)酵液總酸含量和感官評分的影響，確定蕎麥漿最佳發(fā)酵工藝條件為蕎麥漿SSC13%、紅茶菌接種量15%、發(fā)酵溫度30 ℃；將最佳發(fā)酵條件用于紅茶菌發(fā)酵蕎麥醋飲，發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵液總酸含量為32.96 g/L，總酚和總黃酮含量均較發(fā)酵前顯著上升（P＜0.05）；經(jīng)測定在發(fā)酵過程中發(fā)酵液乙酸含量增幅最顯著（P＜0.05），至發(fā)酵結(jié)束時(shí)乙酸含量為18.53 g/L，其次為乳酸及琥珀酸?？傮w而言，通過紅茶菌發(fā)酵制得的蕎麥醋飲酸度適宜、口感柔和，具有良好的蕎麥釀造氣味，并且較蕎麥漿本身具有更高的營養(yǎng)價(jià)值，能夠?yàn)殚_發(fā)一種具備保健功能的蕎麥醋飲料提供參考。然而由于紅茶菌菌種組成復(fù)雜，易被污染，難以確保紅茶菌發(fā)酵飲料的穩(wěn)定性及安全性，因此，在今后的研究中應(yīng)深入探究和解決這兩個(gè)問題，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。