柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的研制及其工藝優(yōu)化

摘要：文章研究了柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的研制及其工藝優(yōu)化。首先，通過對柚子、檸檬和葛根進(jìn)行混菌發(fā)酵，得到了具有特殊風(fēng)味的復(fù)合果醋。在研制過程中，采用不同的發(fā)酵菌種和發(fā)酵溫度，發(fā)現(xiàn)不同菌種對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的苦味物質(zhì)含量有較大的影響，為了優(yōu)化工藝，通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析對酵母菌接種量、植物乳桿菌接種量和初始糖度進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，當(dāng)酵母菌接種量為0.4%、植物乳桿菌接種量為0.3%、初始糖度為17 °Bx、發(fā)酵時間為3 d時，酒精度為6.8%，最終經(jīng)過醋酸發(fā)酵得到總酸（以醋酸計）含量為9.89 g/L的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋。再添加白砂糖8.69%、原醋11.65%、葛根汁15.11%、檸檬汁5.79%，得到柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料，感官評分預(yù)測值為86.91分，可以得到具有最佳口感、色澤和風(fēng)味的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料。最后對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋進(jìn)行了基礎(chǔ)的理化指標(biāo)檢驗(yàn)，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的可溶性固形物含量為7.7 g/100 mL，總酸（以醋酸計）含量為9.89 g/L。成功研制出一種具有特殊風(fēng)味的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料，并對其工藝進(jìn)行了優(yōu)化，為后續(xù)復(fù)合果醋風(fēng)味飲品的研發(fā)提供了參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)合果醋；柚子；葛根；工藝優(yōu)化

中圖分類號：TS264.22""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號：1000-9973（2024）11-0093-09

Development and Process Optimization of Pomelo， Lemon and Pueraria lobata Compound Fruit Vinegar

ZHOU Sen-lin1， ZHOU Wen-yue1， YANG Ming-long1， ZHANG Ya-jie2， SHI Zheng3*

（1.College of Food and Biological Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China;

2.College of Foreign Languages and Cultures， Chengdu University of Technology，

Chengdu 610059， China; 3.College of Clinical Medicine/Affiliated Hospital，

Chengdu University， Chengdu 610081， China）

Abstract： In this paper， the development and process optimization of pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar are studied. Firstly， compound fruit vinegar with a unique flavor is obtained by mixed fermentation of pomelo， lemon and Pueraria lobata. In the development process， different fermentation strains and temperatures are used， and it is found that different strains have a significant effect on the content of bitter substances of pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar.In order to optimize the process， single factor experiment and response surface analysis are used to optimize the inoculation amount of yeast， the inoculation amount of Lactobacillus plantarum and initial sugar content. The results show that when the inoculation amount of yeast is 0.4%， the inoculation amount of Lactobacillus plantarum is 0.3%， the initial sugar content is 17 °Bx and the fermentation time is 3 d， the alcohol content is 6.8%. Finally， after acetic acid fermentation， a" kind of pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar with total acid （calculated as acetic acid） content of 9.89 g/L is obtained，" and then add 8.69% white granulated sugar， 11.65% original vinegar， 15.11% Pueraria lobata juice and" 5.79% lemon juice， pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar beverage is obtained. It is determined that the predicted value of sensory score is 86.91 points， and the pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar beverage with the best taste， color and flavor can be obtained. Finally， the basic physicochemical indexes of pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar are detected. The soluble solid content of the pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar is 7.7 g/100 mL， and the total acid （calculated as acetic acid） content is 9.89 g/L.A kind of pomelo， lemon and Pueraria lobata compound fruit vinegar beverage with a special flavor is successfully developed， and its process is optimized， which has provided references for the development of compound fruit vinegar flavor drinks in the future.

Key words： compound fruit vinegar; pomelo; Pueraria lobata; process optimization

收稿日期：2024-05-06

基金項目：四川省科技廳農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（22NZZH0031）；四川省中醫(yī)藥管理局科研專項（2021MS189）；成都市金牛區(qū)醫(yī)學(xué)會科研課題（JNKY2021-06）

作者簡介：周森林（1996—），男，碩士，研究方向：藥食同源。

*通信作者：時政（1983—），男，教授，博士，研究方向：天然產(chǎn)物活性研發(fā)。

梁平柚主產(chǎn)于重慶市梁平區(qū)，種植歷史悠久，是獨(dú)具特色的中國平頂型柚類代表品種[1]。現(xiàn)代研究表明柚子富含膳食纖維、果膠、植物多糖及黃酮類等營養(yǎng)成分，在預(yù)防心血管疾病、潤腸便和降血糖等方面保健功效極佳[2-3]。柚子具有很強(qiáng)的抗氧化活性，尤其是其細(xì)胞抗氧化活性對胰脂肪酶有很強(qiáng)的抑制作用，梁平柚等柚子的半抑制濃度低于許多常見水果，同時柚子作為黃酮類化合物的良好日常來源，具有抗肥胖的潛力[3]。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報道，柚子廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，如柚子果酒發(fā)酵、柚子酸奶發(fā)酵、柚子復(fù)合果醬研制等[4-5]。但目前以柚子為主要原料的果醋產(chǎn)品較少，利用殘次的柚子發(fā)酵成果醋產(chǎn)品既增加了柚子的深加工方式，又減少了產(chǎn)品的浪費(fèi)。

葛根性涼味甘辛，有解表退熱、生津、透疹、解酒等多種功能[6]?，F(xiàn)代研究表明葛根主要含有黃酮類、萜類、甾體類、香豆素等化學(xué)成分，其中葛根素等黃酮類成分含量較高且活性明確，如葛根素具有降血脂、抗心律失常作用[7]；3′-甲氧基葛根素、大豆苷元、葛根素、3′-羥基葛根素等是葛根降血糖的潛在活性成分[8]。檸檬具有重要的營養(yǎng)、醫(yī)藥和保健價值，檸檬富含維生素、類黃酮、單萜類等多種活性成分和VC、鈣、磷、VB2等多種微量元素，具有殺菌、美容養(yǎng)顏、清除自由基、預(yù)防壞血病和心血管動脈硬化等功效[9-10]。

果醋是一種以水果、漿果、堅果或蔬菜等為原料，通過微生物發(fā)酵制成的醋酸發(fā)酵產(chǎn)物，是一種具有獨(dú)特口感和健康益處的調(diào)味品[11]。果醋的主要成分有醋酸、乙酸乙酯、乙酸丙酯等，這些成分能夠賦予果醋獨(dú)特的酸味和香氣。此外，果醋還含有大量的維生素、礦物質(zhì)和抗氧化物質(zhì)，這些成分對人體健康有益。有研究結(jié)果表明，食用果醋會導(dǎo)致體重減輕、BMI變化、血壓下降，葡萄糖、膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇值發(fā)生顯著變化[12]。果醋作為一種具有豐富營養(yǎng)成分和健康益處的食品，它的研究和應(yīng)用在學(xué)術(shù)領(lǐng)域具有重要的意義。

我國早已有對果醋產(chǎn)品的研究，但和發(fā)達(dá)國家相比，目前果醋產(chǎn)品在國內(nèi)市場的占有率極低[11]。亟需在產(chǎn)品研發(fā)、工藝改進(jìn)方面持續(xù)發(fā)力，擴(kuò)充果醋的種類，進(jìn)而把握住果醋市場的巨大潛力[13]。檸檬和柚子兩種水果配合使用產(chǎn)生的協(xié)同作用可以有效提升其清除羥基自由基的能力[14]，葛根的加入可以提升果醋整體的營養(yǎng)價值。

本研究以梁平柚、安岳檸檬、葛根為主要原料[15]，選用合適的乳酸菌配合酵母菌和醋酸菌進(jìn)行混合發(fā)酵，并通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)獲得酒精發(fā)酵階段的最優(yōu)工藝參數(shù)。利用獲得的最優(yōu)工藝參數(shù)進(jìn)行果醋發(fā)酵，以得到的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋為主要原料，通過感官評價得到柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的最佳配方[16]。向果醋中加入葛根研制出一種新型的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲品，為復(fù)合果醋的開發(fā)提供了新的思路，也為柚子產(chǎn)品的精細(xì)加工增加了新的方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料與菌種

梁平柚：波漩柚樹種植專業(yè)合作社；安岳檸檬：山東壹畝地瓜農(nóng)業(yè)科技有限公司；葛根（分裝日期：2022年11月8日）：安徽古譙沐春康食品有限公司；白砂糖：市售；植物乳桿菌（批號：20220903）、短雙歧桿菌（批號：20220727）、檸檬明串珠菌：山東中科嘉億生物工程有限公司；安琪果酒專用酵母：安琪酵母股份有限公司；果醋菌：煙臺帝伯仕自釀機(jī)有限公司。

1.1.2 試劑

檸檬苦素、柚皮苷、蘆丁：成都曼思特生物科技有限公司；九水合硝酸鋁、醋酸鉀（乙酸鉀）、無水乙醇、氫氧化鈉、對二甲氨基苯甲醛、硫酸：成都市科隆化學(xué)品有限公司；二甘醇（二乙二醇）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；鄰苯二甲酸氫鉀：以達(dá)科技（泉州）有限公司；糖化酶、α-淀粉酶：深圳市樂?？萍加邢薰?果膠酶（批號：4220660510）：山東隆科特酶制劑有限公司；殼聚糖：山東陸海藍(lán)圣生物科技股份有限公司；檸檬酸鈉：日照金禾博源生化有限公司；一水檸檬酸：山東英軒實(shí)業(yè)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV2700i紫外可見分光光度計 島津儀器（蘇州）有限公司；HC-3018R高速冷凍離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；Aipli臺式酸度計 衢州艾普計量儀器有限公司；JD2000-2電子天平 沈陽龍騰電子有限公司；FA2004電子分析天平 常州市幸運(yùn)電子設(shè)備有限公司；RE2000B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅳ雙A型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；DK-98-Ⅱ電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司；KQ-5000E數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；BSD-YF2200立式智能精密搖床 上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；酒精計 河間市振巖儀器儀表廠；科技筆式酸度計、糖度計（0%～32%） 上海力辰邦西儀器科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 葛根汁的制備[17]

葛根干片→打漿→浸提→糊化→液化→糖化→過濾→裝瓶備用。

打漿：按葛根∶水為1∶2的料水比打漿；浸提：浸提的最適工藝條件為料水比1∶5、浸提時間3 h、pH 8.5；糊化：將浸提好的葛根汁置于90 ℃水浴鍋中30 min，使葛根汁中的淀粉糊化完全；液化：加入液化酶（α-淀粉酶）0.04%，保持溫度在90 ℃，不斷攪拌液化2 h，使淀粉完全液化；糖化：降溫至60 ℃，加入糖化酶0.3%，保持溫度在60 ℃，攪拌糖化2 h，使淀粉充分糖化；過濾：將80目濾布對折，包裹葛根酶解后的糖化糊，濾出汁液，去除葛根渣。濾出的汁液用布氏漏斗過9 mm定性濾紙抽濾2次得到澄清的葛根汁；裝瓶：將葛根汁裝入500 mL培養(yǎng)瓶中，用保鮮膜密封保存。

1.3.2.2 果汁的制備

預(yù)處理：將檸檬去皮、去籽，柚子去皮、去瓤、去籽；榨汁：檸檬與水的比例為1∶1進(jìn)行榨汁，柚子預(yù)處理后直接榨汁；酶解：調(diào)整pH至4.0，加0.2%果膠酶，于50 ℃下保持4 h；滅酶：在85 ℃保溫10 min；過濾：用4層紗布過濾，備用。

1.3.2.3 混合液的制備

復(fù)配：按照柚子汁∶檸檬汁∶葛根汁為3∶2∶1進(jìn)行復(fù)配；殺菌：將復(fù)配后的果汁在70～75 ℃保溫30 min；果汁調(diào)整：殺菌冷卻后的果汁，利用檸檬酸鈉和檸檬酸調(diào)整pH至4，添加白砂糖調(diào)整可溶性固形物值至16 °Bx。

1.3.2.4 酒精發(fā)酵

酵母活化：將安琪果酒酵母按料液比為1∶10加入到4%蔗糖溶液中，在30 ℃搖床中活化30 min，直至出現(xiàn)微小氣泡;乳酸菌粉活化：取0.5 g乳酸菌粉置于100 mL 2%葡萄糖溶液中活化，在恒溫水浴33 ℃下活化30 min；果汁和葛根汁的混合液接種0.3%乳酸菌和0.4%酵母菌，于30 ℃條件下進(jìn)行發(fā)酵，每24 h取樣一次，測定酒精度，直至酒精度不再升高即為酒精發(fā)酵終點(diǎn)，大約發(fā)酵72 h。

1.3.2.5 醋酸發(fā)酵

酒精發(fā)酵結(jié)束后用果汁或者酒精調(diào)整發(fā)酵液的酒精度。按照0.04%的接種量接入醋酸菌置于30 ℃的搖床培養(yǎng)箱中，在120 r/min下進(jìn)行醋酸發(fā)酵。每24 h定時測定醋酸含量，發(fā)酵7 d。

1.3.2.6 澄清、過濾、滅菌

加入殼聚糖，進(jìn)行澄清。先靜置以除去大部分菌株代謝物的沉淀后，添加0.5%殼聚糖，處理1 h后，發(fā)酵液以8 000 r/min離心10 min，取上清液，于95 ℃條件下滅菌5 min，得到成品[18]。

1.3.3 發(fā)酵乳酸菌篩選

本研究以梁平柚、安岳檸檬和葛根為原料，在果醋發(fā)酵初始階段分別將檸檬明串珠菌TR116、植物乳桿菌75、雙歧桿菌發(fā)酵劑與安琪果酒酵母接入發(fā)酵罐中，在酵母菌接種量4%、乳酸菌接種量3%、醋酸菌接種量0.04%、初始糖度15 °Bx、酒精發(fā)酵3 d、醋酸發(fā)酵7 d的條件下，研究這3種乳酸菌對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋成品中檸檬苦素、柚皮苷含量的影響，最終確定最適宜的乳酸菌種。

1.3.4 酒精發(fā)酵工藝條件優(yōu)化

1.3.4.1 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方優(yōu)化單因素實(shí)驗(yàn)

以酒精度和可溶性固形物為檢測指標(biāo)，篩選出合適的酵母菌接種量、植物乳桿菌接種量、發(fā)酵時間和初始糖度，每天檢測酒精度，發(fā)酵6 d。酵母菌接種量分別為0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%，植物乳桿菌接種量分別為0%、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%，發(fā)酵時間分別為1，2，3，4，5 d，初始糖度分別為11，13，15，17，19 °Bx。

1.3.4.2 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋酒精發(fā)酵階段響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇酵母菌接種量、乳酸菌接種量、初始糖度3個因素為自變量，以酒精度為響應(yīng)值，使用響應(yīng)面軟件Design-Expert 12設(shè)計三因素三水平Box-Behnken實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計因素水平見表1。

1.3.5 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方優(yōu)化

1.3.5.1 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方優(yōu)化單因素實(shí)驗(yàn)

在酒精發(fā)酵的最佳工藝基礎(chǔ)上，以白砂糖添加量（4%、6%、8%、10%、12%）、原醋添加量（4%、8%、12%、16%、20%）、檸檬汁添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、葛根汁添加量（5%、10%、15%、20%、25%）4個因素為研究對象進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，以感官評分為指標(biāo)，研究單個因素對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋感官指標(biāo)的影響。

1.3.5.2 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇原醋添加量、白砂糖添加量、葛根汁添加量、檸檬汁添加量4個因素為自變量，以感官評分為響應(yīng)值，使用響應(yīng)面軟件Design-Expert 12設(shè)計四因素三水平Box-Behnken實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平設(shè)計見表2。

1.3.6 測定方法

1.3.6.1 理化指標(biāo)的測定

總黃酮的測定：根據(jù)SN/T 4592—2016《出口食品中總黃酮的測定》的方法測定；酒精度的測定：根據(jù)GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 酒中乙醇濃度的測定》中的酒精計法測定；總酸的測定：根據(jù)GB 12456—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總酸的測定》中的方法測定；pH值的測定：直接使用pH計測定；柚皮苷和檸檬苦素的測定：采用分光光度計法進(jìn)行測定；可溶性固形物的測定：采用手持式折光儀進(jìn)行測定。

1.3.6.2 微生物指標(biāo)

參照GB 4789.3—2016測定大腸桿菌數(shù)，參照GB 4789.2—2022測定菌落總數(shù)。

1.3.6.3 感官評價

參考我國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2987—2016《綠色食品 果醋飲料》，以產(chǎn)品的色澤、香氣、口感、組織狀態(tài)作為感官評價項目，滿分100分，制定柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的感官評分標(biāo)準(zhǔn)，見表3。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)重復(fù)3次，數(shù)據(jù)均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，使用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，使用GraphPad Prism 8進(jìn)行繪圖，響應(yīng)面部分?jǐn)?shù)據(jù)使用Design-Expert 8.0.6.1進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵乳酸菌篩選結(jié)果與分析

由圖1中a和圖2中a可知柚皮苷和檸檬苦素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，在酵母菌接種量為0.4%、乳酸菌接種量為0.3%、醋酸菌接種量為0.04%、初始糖度為15 °Bx、酒精發(fā)酵3 d、醋酸發(fā)酵7 d的情況下，由圖1中b可知，未添加乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)物中柚皮苷含量最低，接種植物乳桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物中檸檬苦素含量較低，顯著低于添加檸檬明串珠菌和短雙歧桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物（P＜0.05）；由圖2中b可知，未添加乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)物中檸檬苦素含量最高，接種植物乳桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物中檸檬苦素含量最低，顯著低于添加檸檬明串珠菌和短雙歧桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物（P＜0.05）。柚子中主要含有黃烷酮糖苷類化合物和檸檬苦素類化合物這兩種苦味化合物，其中檸檬苦素為苦味的主要來源，過高的檸檬苦素含量對口感的影響很大[19]。柚皮苷作為梁平柚中的主要黃酮類化合物，與柚子的抗氧化性和對胰脂肪酶的抑制作用息息相關(guān)[3]。因此，選用植物乳桿菌作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)接種的乳酸菌菌種。

2.2 酒精發(fā)酵工藝優(yōu)化

2.2.1 酒精發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖3中a可知酵母菌接種量對酒精度的影響，在乳酸菌接種量為0.3%、初始糖度為15 °Bx、酒精發(fā)酵時間為3 d的條件下，隨著酵母菌添加量的增加，發(fā)酵產(chǎn)物中酒精度呈先上升后下降的趨勢，酵母菌添加量為0.3%時酒精度達(dá)到最高值。因此，確定適宜的酵母菌接種量為0.3%。

由圖3中b可知發(fā)酵時間對酒精度的影響，在酵母菌接種量為0.4%、乳酸菌接種量為0.3%、初始糖度為15 °Bx的條件下，在發(fā)酵時間為1～3 d時，發(fā)酵產(chǎn)物中酒精度呈升高的趨勢，發(fā)酵時間為3 d時，酒精度達(dá)到最高值，發(fā)酵時間繼續(xù)增加，酒精度下降。因此，確定適宜的發(fā)酵時間為3 d。

由圖3中c可知乳酸菌接種量對酒精度的影響，在酵母菌接種量為0.4%、發(fā)酵時間為3 d、初始糖度為15 °Bx的條件下，隨著乳酸菌接種量的增加，發(fā)酵產(chǎn)物中酒精度呈先上升后下降的趨勢，乳酸菌接種量為0.3%時，酒精度達(dá)到最高值。因此，確定適宜的乳酸菌接種量為0.3%。

由圖3中d可知初始糖度對酒精度的影響，在酵母菌接種量為0.4%、乳酸菌接種量為0.3%、發(fā)酵時間為3 d的條件下，隨著初始糖度的增加，發(fā)酵產(chǎn)物中酒精度呈上升趨勢。有研究表明，當(dāng)醋酸發(fā)酵液的初始酒精度在6%～8%范圍內(nèi)時，既能提供醋酸菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，也能保證醋酸菌正常的生長代謝[20]。故根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇初始糖度17 °Bx作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的中間值。

2.2.2 酒精發(fā)酵工藝響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)過單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，構(gòu)建Box-Behnken中心組合設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，通過擬合二次方程確定最佳配方，以酒精度為響應(yīng)值（Y），以初始糖度（A）、酵母菌接種量（B）、植物乳桿菌接種量（C）為自變量，進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案及結(jié)果見表4[21]。

利用Design-Expert 8.0.6軟件對表7中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，得到柚子復(fù)合果醋的酒精度（Y）對應(yīng)初始糖度（A）、酵母菌接種量（B）和植物乳桿菌接種量（C）的二次多項回歸方程為Y=6.17+0.65A+0.100B+0.025C+0.025AB-0.18AC-0.27BC。

由表5可知，得到的回歸模型顯著性檢驗(yàn)F值為29.118 811 88，Plt;0.000 1，表明回歸模型達(dá)到極顯著水平；失擬項的F值為4.637 955 182，P=0.079 6gt;0.05，失擬項不顯著，表示該模型成立，能夠利用該模型預(yù)測分析柚子檸檬葛根復(fù)合果醋酒精發(fā)酵階段的酒精度。經(jīng)過響應(yīng)面回歸分析，得到酒精發(fā)酵階段的最佳工藝：初始糖度為17.64 °Bx，酵母菌接種量為0.44%，植物乳桿菌添加量為0.28%，在此條件下得到柚子檸檬葛根復(fù)合果醋發(fā)酵液中酒精度為6.79%。為檢驗(yàn)響應(yīng)面分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，考慮到實(shí)際操作問題，將發(fā)酵工藝調(diào)整為初始糖度17 °Bx、酵母菌接種量0.4%、植物乳桿菌接種量0.3%、發(fā)酵溫度30 ℃。在此條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到酒精度為（6.72±0.41）%。與理論值相差不大，說明響應(yīng)面所確定條件可作為優(yōu)化后的發(fā)酵工藝條件。

2.3 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方優(yōu)化

2.3.1 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方優(yōu)化單因素實(shí)驗(yàn)

由圖4中a可知葛根汁添加量對感官評分的影響，在葛根汁添加量為5%～15%時，感官評分呈上升趨勢，表明葛根汁的添加增加了柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的適口感，當(dāng)葛根汁添加量大于15%時，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料中的葛根口感開始加重，掩蓋了果醋本身的酸味，感官評分開始下降。因此，在本實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選葛根汁添加量為15%進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)[22]。

由圖4中b可知白砂糖添加量對感官評分的影響，在葛根汁添加量為15%、原醋添加量為12%、檸檬汁添加量為6%的條件下，隨著白砂糖添加量的增加，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分呈先上升后下降的趨勢，白砂糖添加量為8%時達(dá)到最高，表明白砂糖添加量在8%以下可以增加柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的甜味，白砂糖添加量大于8%時，甜度過高，影響了柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的整體口感。因此，在本實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選白砂糖添加量為8%進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

由圖4中c可知原醋添加量對感官評分的影響，在葛根汁添加量為15%、白砂糖添加量為8%、檸檬汁添加量為6%的條件下，原醋添加量在4%～12%時，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分呈上升趨勢，當(dāng)原醋添加量大于12%時，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分明顯下降，表明原醋添加量在12%以下可以保證柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的原本口感，原醋添加量大于12%時，酸度過高，影響了柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的整體口感。因此，在本實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選原醋添加量為12%進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

由圖4中d可知檸檬汁添加量對感官評分的影響，在葛根汁添加量為15%、白砂糖添加量為8%、原醋添加量為12%的條件下，檸檬汁添加量在2%～6%時，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分呈上升趨勢，當(dāng)檸檬汁添加量大于6%時，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分明顯下降，表明檸檬汁添加量在6%以下可以增加柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的檸檬風(fēng)味，檸檬汁添加量大于6%時，風(fēng)味占比過重，影響了柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的整體口感。因此，在本實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選檸檬汁添加量為6%進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

2.3.2 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

2.3.2.1 響應(yīng)面模型方差分析

利用Design-Expert 8.0.6.1軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，得到感官評分與原醋添加量、白砂糖添加量、葛根汁添加量、檸檬汁添加量之間二次回歸模型：Y′=86.40-1.20A′+2.62B′-0.26C′-0.19D′+0.70A′B′-0.55A′C′-0.050A′D′+1.55B′C′-2.00B′D′+0.38C′D′-5.48A′2-4.05B′2-6.32C′2-4.19D′2。

由表7可知，復(fù)合果醋的感官評分回歸模型顯著性檢驗(yàn)F值為9.386 156 681，Plt;0.000 1，表明回歸模型達(dá)到極顯著水平；失擬項的F值為2.403 478 593，P=0.206 5gt;0.05，失擬項不顯著，表示該模型成立，能夠利用該模型預(yù)測柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方條件對感官評分的影響[23]。其中，一次項B′和二次項A′2、B′2、C′2、D′2極顯著。比較F值可知，影響柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料感官評分的因素主次順序?yàn)锽′gt;A′gt;C′gt;D′。通過響應(yīng)面優(yōu)化分析得到柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的最佳配方參數(shù)為白砂糖添加量8.69%、原醋添加量11.65%、葛根汁添加量15.11%、檸檬汁添加量5.79%，制作的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分預(yù)測值為86.91分[24]。

2.3.2.2 響應(yīng)面分析

響應(yīng)面曲面的陡峭程度能反映各因素交互作用對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料感官評分的影響，曲面陡峭程度越大，說明兩因素交互作用越顯著[25]；等高線的形狀可反映交互作用的強(qiáng)弱，等高線呈橢圓形表示兩個因素之間有顯著交互作用，等高線呈圓形表示兩個因素之間沒有顯著交互作用[26]。由圖5可知，柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分隨各因素的增大呈先升高后降低的趨勢，同時各響應(yīng)曲面陡峭程度適中，等高線呈圓形，說明各因素之間的交互作用很小，這與方差分析結(jié)果一致。

2.3.2.3 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料研制工藝響應(yīng)面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

利用Design-Expert 8.0.6軟件對模型進(jìn)行求解，得出柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料研制的最佳工藝條件為白砂糖添加量8.69%、原醋添加量11.65%、葛根汁添加量15.11%、檸檬汁添加量5.79%，在此條件下得到的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的感官評分理論值為86.91分。為方便實(shí)際操作，將柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料的配方參數(shù)修正為白砂糖添加量9%、原醋添加量12%、葛根汁添加量15%、檸檬汁添加量6%，以此配方進(jìn)行3組平行實(shí)驗(yàn)，得到的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料感官評分為（90.01±0.52）分，與理論值差異不顯著（P＞0.05），表明響應(yīng)面的實(shí)驗(yàn)值和回歸方程預(yù)測值基本吻合，響應(yīng)面模型所優(yōu)化的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料配方穩(wěn)定可靠[27]。

2.4 柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的品質(zhì)指標(biāo)檢測

2.4.1 理化指標(biāo)

復(fù)合果醋的可溶性固形物含量為7.7 g/100 mL，總酸（以醋酸計）含量為9.89 g/L，符合NY/T 2987—2016《綠色食品 果醋飲料》中規(guī)定的果醋總酸（以乙酸計）含量需要大于3 g/L。

2.4.2 微生物指標(biāo)

經(jīng)檢測，此復(fù)合果醋飲料的細(xì)菌總數(shù)＜100 CFU/mL，大腸菌數(shù)＜3 MPN/100 mL，致病菌未檢出，符合國家農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2987—2016《綠色食品 果醋飲料》的要求。

3 結(jié)論

在柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的酒精發(fā)酵階段，以柚皮苷含量和檸檬苦素含量為指標(biāo)，通過單因素實(shí)驗(yàn)篩選出植物乳桿菌作為酒精發(fā)酵階段的最合適乳酸菌菌種。在接種植物乳桿菌和酵母菌的基礎(chǔ)上通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，以柚子檸檬葛根復(fù)合果醋中的酒精度得到酒精發(fā)酵階段最佳的釀造工藝參數(shù)，即酵母菌接種量0.4%、植物乳桿菌接種量0.3%、初始糖度17 °Bx、發(fā)酵時間3 d，在此條件下得到酒精度為6.8%的產(chǎn)品，最終經(jīng)過醋酸發(fā)酵得到總酸（以醋酸計）含量為9.89 g/L的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋。以最優(yōu)釀造工藝發(fā)酵的柚子檸檬葛根復(fù)合果醋為基準(zhǔn)，進(jìn)行柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料各條件的篩選，在白砂糖添加量8.69%、原醋添加量11.65%、葛根汁添加量15.11%、檸檬汁添加量5.79%的條件下得到柚子檸檬葛根復(fù)合果醋飲料感官評分預(yù)測值為86.91分的最終產(chǎn)品。

通過對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋的研制及其工藝優(yōu)化的研究，為柚子和果醋的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供了有益的參考。在未來的實(shí)驗(yàn)中，研究使用不同醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，以期找到最適合的發(fā)酵菌種，并加強(qiáng)對柚子檸檬葛根復(fù)合果醋營養(yǎng)成分的研究[28]，為其保健功能的發(fā)揮提供科學(xué)依據(jù)。

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