全 文 ：固定化菌种发酵生产金柑果醋的研究
王　岩
（江苏食品药品职业技术学院江苏省食品加工技术研发中心，江苏 淮安　２２３００３）
摘要：以金柑为主要原料，利用固定化菌种进行发酵酿造金柑果醋的研究。实验结果表明利用固定化技
术酿造金柑果醋的适宜工艺条件为酒精发酵阶段：糖度１８％，固定化酵母菌接种量１０％，接种发酵菌种
中生香酵母与酿酒酵母的比例１∶１，发酵温度３２℃，发酵时间７２ｈ；醋酸发酵阶段：起始酒精度８％，固
定化醋酸菌接种量１０％，醋酸发酵温度３３℃，发酵时间７２ｈ。
关键词：固定化菌种；发酵；金柑；果醋
中图分类号：ＴＳ２５５．４７　　　文献标志码：Ａ　　　 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－９９７３．２０１６．０８．０２３
文章编号：１０００－９９７３（２０１６）０８－０１０１－０３
Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｋｕｍｑｕａｔ　Ｖｉｎｅｇａｒ　ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ
Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｓｔｒａｉｎ
ＷＡＮＧ　Ｙａｎ
（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｆｏｏｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｊｉａｎｇｓｕ
Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｃｏｌｅｇｅ，Ｈｕａｉ＇ａｎ，２２３００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｋｕｍｑｕａｔ　ｆｒｕｉｔ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｋｕｍｑｕａｔ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｅｉｎｇ
ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｓｔｒａｉｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ
ｍａｋｉｎｇ　ｋｕｍｑｕａｔ　ｆｒｕｉｔ　ｖｉｎｅｇａｒ　ｂｙ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｓｕｇａｒ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　１８％，ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｙｅａｓｔ
ｉｎｏｃｕｌｕｍ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　１０％，ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ａｒｏｍａ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｙｅａｓｔ　ａｎｄ　Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ　ｏｆ　１∶１，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　３２ ℃ ａｎｄ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　７２ｈｉｎ　ａｌｃｏｈｏｌｉｃ
ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｐｈａｓｅ；ａｎｄ　ｉｎｉｔｉａｌ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　８％，ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒａｃｅｔｉｉｎｏｃｕｌｕｍ　ｓｉｚｅ　ｏｆ
１０％，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　３３℃ａｎｄ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　７２ｈｉｎ　ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ
ｐｈａｓｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｓｔｒａｉｎ；ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｋｕｍｑｕａｔ；ｆｒｕｉｔ　ｖｉｎｅｇａｒ
　　果醋有助于改善和治疗高血压、冠心病、心血管疾
病、肝肾病及糖尿病等，既具有杀菌开胃之功效，又有
预防流行感冒、加速体力恢复、润肤美容、消暑、解酒等
功效，果醋是未来饮料市场的黄金饮品。将固定化技
术应用于果醋生产的目的在于使生产速度和效率获得
显著提高，本研究建立在已有实验基础上［１，２］，以主要
分布于南岭山脉以南且廉价易得的金柑为原料，把固
定化发酵技术应用于金柑果醋的酿造工艺中，在改善
发酵效果的同时，既充分利用了资源，又验证了固定化
菌种发酵技术的可行性。
１　材料与方法
１．１　主要原料与试剂
金柑（市售），白砂糖，海藻酸钠，果胶酶，氯化钙，
收稿日期：２０１６－０３－１５
作者简介：王岩（１９７８－），男，辽宁沈阳人，讲师，硕士，研究方向：食品科学与工程。
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第４１卷 第８期
２０１６年８月
　　　　　　　　　　　　　　　中 国 调 味 品
Ｃｈｉｎａ　Ｃｏｎｄｉｍｅｎｔ 技术研发　　
氢氧化钠，酵母膏，葡萄糖，安琪生香酵母，酿酒酵母
（ＡＳ２．１１８９），醋酸菌（沪酿１．０１）。
１．２　主要仪器设备
高压灭菌锅，生化培养箱，恒温摇床，手持糖度计，
酸度计，高压均质机，胶体磨，酒精计，旋转压榨机。
１．３　主要检测项目
依据文献［１，２］中提供的方法，进行糖度、酒精度、
总酸度的测定。
１．４　菌种固定化操作技术［３］
依据文献资料中提供的方法稍加调整，将６％的
海藻酸钠溶液和菌悬液按照１∶１比例充分混合后注
入０．０５ｍｏｌ／Ｌ的氯化钙溶液中造粒，固定化颗粒在氯
化钙溶液中保存过夜后备用，温度控制在４℃以下。
１．５　工艺流程［４］
金柑→挑选→清洗→榨汁→酶解→过滤、取汁→
成分调整→巴氏杀菌→冷却→接种固定化生香酵母、
酿酒酵母→酒精发酵→接种固定化醋酸菌→液体摇瓶
醋酸发酵→过滤→澄清、调配→杀菌→成品。
２　结果与分析
２．１　固定化酵母比例对酒精发酵的影响
金柑果汁原料酸度调节至ｐＨ 值为４．４，糖度为
１８％，加热灭菌（６５℃，３０ｍｉｎ）冷却，固定化酵母接种
量为１０％，调控生香酵母和酿酒酵母的比例，控制酒
精发酵温度３２℃，每隔１２ｈ对发酵酒精含量进行测
定，结果见图１。
图１　接种酵母比例对酒精发酵的影响
由图１可知，酒精发酵过程中，接种的菌种比例影
响到酒精的产生量，结果表明：生香酵母和酿酒酵母的
比例为１∶１时，金桔汁发酵液酒精发酵产酒精量较
高，故选择接种的酒精发酵菌种生香酵母和酿酒酵母
的比例为１∶１较为合适。
２．２　糖度对酒精发酵的影响
金柑果汁原料酸度调节至ｐＨ 值为４．４，调整糖
度依次为１６％，１８％，２０％，加热灭菌（６５℃，３０ｍｉｎ）
冷却，固定化酵母（生香酵母∶酿酒酵母为１∶１）接种
量为１０％，控制发酵温度３２℃，每隔１２ｈ对发酵酒精
含量进行测定，结果见图２。
图２　糖度对酒精发酵的影响
由图２可知，酒精发酵过程中，果汁的糖度不同，
酒精的产生量也不同。结果显示：３个糖度下发酵酒
精产量增加趋势一致，其中糖度１８％时的发酵酒精产
量和糖度２０％时的发酵酒精产量很接近，考虑到原料
及后期醋酸发酵因素，选择糖度为１８％的金柑果汁进
行酒精发酵较为合适。
２．３　固定化酵母接种量对酒精发酵的影响
金柑果汁原料酸度调节至ｐＨ 值为４．４，糖度为
１８％，加热灭菌（６５℃，３０ｍｉｎ）冷却，设置固定化酵母
（等量的生香酵母和酿酒酵母）接种量依次为８．０％，
１０％，１２％，控制酒精发酵温度３２℃，每隔１２ｈ对发
酵酒精含量进行测定，结果见图３。
图３　固定化酵母接种量对酒精发酵的影响
由图３可知，在酒精发酵过程中，酵母菌接种量不
同，酒精产量不同，接种量越大，酒精产量越大，但随接
种量增大，酒精发酵３６ｈ后，酒精产量增加幅度减缓，
接种量越大，酒精产量增加越少，根据所示结果，确定
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技术研发　　第４１卷 第８期
２０１６年８月
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Ｃｈｉｎａ　Ｃｏｎｄｉｍｅｎｔ
适宜的固定化酵母菌接种量为１０％。
２．４　酒精度对醋酸发酵的影响
在酒精发酵的基础上，调整醋酸发酵的起始酒精
度依次为７．０％，８．０％，９．０％，１０．０％，固定化醋酸菌
接种量为１０％，控制发酵温度为３３℃进行醋酸发酵，
每１２ｈ测１次醋酸含量，结果见图４。
图４　酒精度对醋酸发酵的影响
由图４可知，醋酸发酵过程中，醋酸产量随酒精度
增加而增加，但产酸速度逐渐放缓，甚至出现醋酸不增
加反减少的现象，可能存在着某种抑制作用，根据所示
结果，选择８％的酒精度比较合适。
２．５　固定化醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响
在酒精发酵的基础上，调整醋酸发酵的起始酒精
度为８．０％，设置固定化醋酸菌接种量依次为８．０％，
１０％，１２％，控制醋酸发酵温度为３３℃进行醋酸发酵，
每１２ｈ测１次醋酸含量，结果见图５。
图５　固定化酵母接种量对醋酸发酵的影响
由图５可知，固定化醋酸菌接种量对发酵速率的
影响较大，选择适宜接种量可使发酵周期缩短且产酸
量增加。接种量大，菌体繁殖量较多，则产酸也较快而
多，但接种量过大会造成菌体细胞的生长繁殖过快而
消耗底物中的营养，醋酸产量减少。因此确定适宜接
种量为１０％。
２．６　固定化菌种发酵与游离菌种发酵效果比较
固定化菌种发酵与游离菌种发酵效果对比实验结
果见图６。在同样发酵条件下，不论是酒精发酵还是
醋酸发酵，固定化菌种发酵速度远比游离菌种发酵速
度要快，与预期的结果相符。这是由于在固定化发酵
液发酵过程中，会有固体凝胶不断泄露游离细胞，泄露
出的游离细胞对产物的转化也有较大的贡献，最终的
结果：固定化菌种发酵与游离菌种发酵效果相比而言，
发酵速度和发酵效率均获得提高。
图６　固定化醋酸菌发酵与游离醋酸菌发酵的对比
３　结论
在金柑果醋的液态发酵酿造工艺中采用了多菌种
共固定化发酵技术，金柑果醋的生产工艺条件为酒精
发酵阶段：糖度为１８％，固定化酵母菌接种量为１０％，
接种发酵菌种中生香酵母与酿酒酵母的比例为１∶１，
发酵温度为３２℃，发酵时间为７２ｈ；醋酸发酵阶段：起
始酒精度为８％，固定化醋酸菌接种量为１０％，醋酸发
酵温度为３３℃，发酵时间为７２ｈ，金柑果醋酸度可达
到４．５％左右，与游离菌种发酵比较，固定化菌种发酵
的发酵速度和发酵效率均获得提高，所得果醋色泽呈
均匀一致的淡黄色，澄清、透明，无悬浮物和沉淀物，具
有金柑特有的风味，无异味，果醋酸甜适口。
参考文献：
［１］王岩．金柑果醋生产工艺优化［Ｊ］．中国调味品，２０１３，３８
（１）：５１－５３．
［２］李西腾．固定化技术应用于西瓜醋的研究［Ｊ］．中国酿造，
２０１０（１０）：１１７－１１９．
［３］程丽娟，薛泉宏．微生物学实验技术［Ｍ］．北京：世界图书出
版社，２０００．
［４］刘杰．金桔果醋发酵工艺研究［Ｊ］．中国酿造，２０１１（１２）：１９９－
２０２．
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