全 文 ：2011 No．6
Serial No．231 China Brewing
由于试验操作的可行性，将麦胚酸奶的最佳工艺条件
修正为：小麦胚添加量为7.2%，菌种添加量为8.8%，发酵
时间为5h，在此条件下进行3次验证性试验，测得的麦胚酸
奶的感官评分的均值为97.8，与理论预测值98.0523较为接
近，说明模型的拟合程度较好，说明经手动优化后的回归
方程对麦胚酸奶工艺进行分析和预测非常可靠。
3 结论
通过Box-Behnken中心组合试验设计，对小麦胚添加
量、菌种添加量和发酵时间3因素进行响应面优化，结果
表明：发酵时间显著影响麦胚酸奶的感官评分（p<0.0001）。
综合分析确定的最佳工艺条件为小麦胚添加量为7.2%，
菌种添加量为8.8%，发酵时间为5h，测得的麦胚酸奶的感
官评分的均值为97.8，与理论预测值拟合程度较好，说明
响应面法对小麦胚酸奶工艺条件的优化是可行的。经本
研究制得的小麦胚酸奶：色泽呈均一的淡黄色；滋味口感
细腻爽滑，酸甜适中，具有浓郁的麦香味，无面酸味和其他
异味；组织状态呈均匀的凝乳状，无分层现象，无皲裂现
象，无异物，无乳清析出。
参考文献：
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雪莲果（学名：Smallanthus Sonchifolius）在植物学分
类上属菊科向日葵属双子叶草本植物[1]。雪莲果的主要化
学成分为酚酸类、类黄酮、萜类、挥发油、果糖寡聚体等化
合物及多种微量元素，具有降血糖、降血脂、抑菌等药理活
性，是具有开发价值的药用植物[2]。雪莲果也是目前所有
植物中果寡糖含量最高的，其属于低热量食品，适合糖尿
病及减肥者食用，并且含有多种人体必需的氨基酸和营
养元素，被誉为水果明星[3]。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，保健果汁
饮料愈来愈受到人们的重视，并被誉为“21世纪的食品”[4]。
醋酸杆菌发酵雪莲果生产果醋饮料工程放大实验研究
黄晓宾，罗荣华，张 茜，黄 彪，李媛媛，唐湘华*
（云南师范大学生命科学学院，云南 昆明 650092）
摘 要：通过以雪莲果为主要原料在200L发酵罐中经过酒精发酵和醋酸发酵2个阶段，获得雪莲果果醋产物，总发酵时间为200h，醋
酸浓度可达到24.18g/L，对发酵产物进行GC-MS分析，发酵产物中酸类物质的含量占82.34%，其中醋酸的含量占到总量的74.70%。该
放大实验的研究为液态发酵果醋饮料的发展和技术提升提供了重要的基础。
关 键 词：酒精发酵；醋酸发酵；雪莲果；果醋；气质联用
中图分类号：TS264.2 文献标识码：A 文章编号：0254-5071（2011）06-0128-03
Scale-up production of yacon fruit vinegar by Acetobacter
HUANG Xiaobin, LUO Ronghua, ZHANG Qian, HUANG Biao, LI Yuanyuan, TANG Xianghua*
(School of Life Science, Yunnan Normal University, Kunming 650092, China）
Abstract: Using yacon fruits as main raw materials, yacon fruit vinegar was produced by two stages of alcoholic fermentation and acetic fermentation
in 200L fermentor. The fermentation time was 200h and acetic acid concentration could reach 24.18g/L. The components of fermentation product
were analyzed by GC-MS. The content of acid material reached 82.34%, in which, acetic acid content was 74.70%. The scale-up experiments provid-
ed an important reference for development of liquid fermentation fruit vinegar beverage.
Key words: alcoholic fermentation; acetic fermentation; yacon; fruit vinegar; GC-MS
收稿日期：2011-02-26
基金项目：2010年云南省大学生创新性实验计划项目（cx01）
作者简介：黄晓宾（1989-），男，云南曲靖人，在读本科生，研究方向为生物技术专业；唐湘华*，讲师，通讯作者。
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Research Report128· ·
中 国 酿 造
2011年 第 6期
总第 231期
果醋是以水果或果品加工下脚料为主要原料，利用现代
生物技术酿制而成的一种营养丰富、风味优良的酸性调
味品，其兼有水果和食醋的营养保健功能，是集营养、保
健、食疗等功能为一体的新型饮品[5]。雪莲果已在我国海
南、云南等6个省区引种成功，种植面积不断扩大[6]。利用
雪莲果为原料酿制果醋，不但可以节省粮食，而且可以提
高广大果农的积极性，增加雪莲果的附加值。目前国内对
雪莲果的产品加工还处于初级阶段，对雪莲果果醋的研
究也很少，目前仅有黄群等[7]通过正交极差分析法对果醋
饮料关键工艺进行了分析；阚欢等[8]通过500L发酵处理后
依照传统制醋方法进行陈酿研究，而在发酵过程控制中
出现的DO、pH值、还原糖等对产酸量影响问题未能进行了
解研究，尤其在醋酸发酵过程中产生大量的有机酸，醋酸
含量比例对产品的质量有一定的影响。本实验在三角瓶
小试的基础上，利用200L的机械搅拌发酵罐进行了放大
实验研究，同时对发酵产品通过了GC-MS分析，为工业化
生产雪莲果果醋提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 主要试剂
安琪酵母，雪莲果（云南武定产），巴氏醋杆菌（A. pas-
teurianus）；蔗糖、葡萄糖、酵母膏、抗坏血酸、无水乙醇、琼
脂、甘油、碳酸钙等。
1.2 主要仪器与设备
榨汁机，200 L发酵罐，FG-113糖度计，电子天平，碱式
滴定管，pH计DELTA 320（梅特勒-托利多仪器（上海）有
限公司），无机陶瓷膜过滤设备（合肥世杰膜工程有限责任
公司），GC-MS气-质联用仪（安捷伦公司生产）。
1.3 培养基
活化培养基：葡萄糖 10%，酵母膏 1%，碳酸钙 2%，琼
脂 1.5%，pH6.8，121℃灭菌30min。
醋酸杆菌液体种子：甘油 1%，葡萄糖 3%，酵母膏
0.5%，碳酸钙 0.5%，pH6.5，121℃灭菌30min。
1.4 菌种处理
酵母活化：将高活性酿酒干酵母以2%的浓度加入5%
的蔗糖溶液中，混合均匀，放置30℃活化60min。
醋酸杆菌培养：取活化的醋酸杆菌斜面接种到醋酸杆
菌种子培养基中，放置在30℃、200r/min的摇床上培养4d，
保证三角瓶中的碳酸钙全部溶解。
1.5 测定方法醋酸含量测定
GB/T 676-2007；果醋挥发性成分分析：GC-MS气-质
联用仪分析。
1.6 雪莲果果醋生产方法
1.6.1 酒精发酵阶段
取新鲜的雪莲果，清洗去皮，榨汁成浆，加入VC护色[8]。
向发酵罐中加入雪莲果果汁 20%，蔗糖调节糖度为
5°Bx~6°Bx，定容至100L，蒸气灭菌，在123℃、0.12MPa条
件下保温30min，降温至30℃，加入活化的安琪酵母600mL，
厌氧条件下进行酒精发酵。在酒精发酵期间定时测定发酵
液糖度、溶解氧、pH值等参数的变化。
1.6.2 醋酸发酵阶段
当酒精发酵阶段中糖度降到约1.5°Bx时，酒精发酵
阶段结束，对酒精发酵液在100℃条件下密封式灭菌40min
后，降温至30℃，按5%的接种量接种醋酸杆菌种子液，发
酵条件为通气比0.4∶1，罐压为0.05MPa，搅拌转速为200r/min，
温度为30℃进行醋酸发酵，每隔8h观察溶解氧、pH值变化，
检测醋酸浓度等参数。
2 结果与分析
2.1 酒精发酵
2.1.1 酒精发酵中溶解氧（DO）、pH值的变化
由图1可知，由于采用厌氧发酵，前期灭菌培养基含氧
量高，随着酵母的增殖，大量溶解氧被消耗掉，形成的内环
境为无氧状态，导致酵母进行无氧发酵产生大量酒精和
有机酸。
2.1.2 酒精发酵中还原糖的变化
酒精发酵是在酵母菌内酒化酶系的作用下，将糖进行
酶促反应生成乙醇。在发酵过程中酵母菌生长，活力旺盛，
不断地分解发酵液中的糖分，将其转化为乙醇和二氧化碳，
使得发酵液的糖度迅速下降，形成大量有机酸，pH值下降。
2.2 醋酸发酵
2.2.1 醋酸发酵中溶解氧（DO）的变化
图1 酒精发酵阶段溶解氧（A）、pH值（B）变化
Figure 1. Changes of dissolved oxygen（A）and pH value（B）in
alcoholic fermentation
研究报告 129· ·
2011 No．6
Serial No．231 China Brewing
图2 酒精发酵中还原糖的变化
Figure 2. Changes of reducing sugar in alcoholic fermentation
图3 醋酸发酵阶段溶解氧的变化
Figure 3. Changes of dissolved oxygen in acetic fermentation
图4 醋酸发酵中醋酸浓度的变化
Figure 4. Changes of acetic acid concentration in acetic fermentation
2.2.2 醋酸发酵中醋酸的变化
由图4可知，在醋酸发酵阶段，醋酸含量在增加，产生
的醋酸浓度越大，形成的溶液pH值越低，当pH值达到最小
时，相应的醋酸浓度为24.18g/L。
2.3 气相色谱-质谱法检测发酵产物
图5对发酵产物成分进行GC-MS分析，图谱经过相应
谱库检索之后，鉴定出了其中的18种物质，排除其中含量
较少（少于0.1%），相似度较小（小于80%）的组分。结果
见附表。
由附表可以看到，在所得到的发酵产物中，含量最多
的是酸类物质，占到总物质的82.34%，包括醋酸、十六烷
酸（棕榈酸）、十八碳烯酸（油酸）。其中含量最高的是醋酸，
占总物质的74.70%，醋酸正是本次发酵的目标产物，由此
证明对雪莲果果醋的酿制达到了预期的目标。
3 结论
通过以雪莲果为主要原料在200L发酵罐中经过酒精
发酵和醋酸发酵2个阶段，获得雪莲果果醋产物，总发酵
时间为200h，醋酸浓度可达到24.18g/L，对发酵产物进行
GC-MS分析，发酵产物中酸类物质的含量占82.34%，其中
醋酸的含量占到总量的74.70%。该放大实验的研究为液
态发酵果醋饮料的发展和技术提升提供了重要的基础，
为醋酸代谢流向途径做了初步研究。
参考文献：
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附表 发酵产物的各种组分和含量
Attached table. Various components and contents of
fermentation product
编号 出峰时间/min 组分名称 相对含量/% 相似度/%
1 3.067 醋酸 74.70 90
2 25.354 2，4-癸二烯醛 2.12 93
3 50.795 棕榈酸 7.09 96
4 51.385 油酸 0.55 83
总计 84.46
图5 发酵产物成分的GC-MS色谱图
Figure 5. GC-MS chromatogram of fermentation product
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