全 文 :应用技术
西藏光核桃(Prunus mira Koehne Kov et. Kpst)又
名西藏桃,藏语为康布,是西藏原有的野生桃种,属于
蔷薇科李属的矮小乔木植物,生长于海拔 2 500 m~
3 500 m之间。在北纬 31°10~29°58,东经 9l°50~
98° 48之间的 20个县境内均有分布,其中尤以雅鲁
藏布江下游及其支流尼洋河及帕龙藏布江流域最为集
中,初步估计全区光核桃树种为 30万株,是西藏东南
部主要的野生经济树种[1]。方江平对林芝地区光核桃
果实年产量估算为 500万 kg[2];2006年~2008年进行
系统调查,光核桃果实年产量为 5 300 t~6 900 t[3],而且
多分布于地势平缓的河边和村庄附近,容易采收,有较
高的经济利用价值。经测定,光核桃含糖 3.6 %~8 %,VC
554 mg/kg,Ca 1.2 mg/kg,Fe 0.12 mg/kg,Zn 0.025 mg/kg,
此外,纤维素也是水蜜桃的 4倍以上[3-4]。可见光核营
养价值高,但鲜食口感不佳。
果醋生产已有悠久的历史。研究表明,果醋能推
迟和消除疲劳,调解血液的酸碱平衡,对于预防和治疗
高血脂和心血管疾病具有重要的意义,能预防衰老,增
强肠胃道的杀菌能力,增强肝、肾脏机能、减肥护肤
等 [5]。鉴于当前西藏林芝地区对光核桃的利用尚未到
资源量的 5 %,光核桃的深度开发具有广阔的空间。课
题组旨在探索出一套切实可行的果醋生产技术,为工
业化生产提供理论参考。由于光核桃的纤维素含量高,
水分少(75.8 %),导致出汁率低,纤维素酶、果胶酶降
解后采用液固串淋发酵法生产光核桃果醋,实验取得
了良好的效果。
1 材料与方法
1.1 材料
光核桃:市上收购;纤维素酶:北京盛世嘉明科技
开发有限公司;果胶酶 Y-23:上海润成生物科技有限
公司;白砂糖、食盐、青稞、麸皮、谷糠:市售;葡萄糖、柠
檬酸、碳酸氢钠、抗坏血酸;糖化酶(5万单位/g):无锡
杰能科技生物工程有限公司。
1.2 菌种
酵母菌(高活性干酵母):安琪酵母股份有限公
司;醋酸菌(A104):陕西省微生物制品研究所。
1.3 主要设备与仪器
打浆机(DJ-1.5):江苏苏海机械制造有限公司;发
液固串淋法生产光核桃果醋的工艺
钟政昌 1,方江平 2
(1.西藏农牧学院生物技术中心,西藏林芝 860000;2.西藏高原生态研究所,西藏林芝 860000)
摘 要:采用液固串淋发酵工艺,对光核桃果醋的生产工艺进行初步探讨。实验表明,纤维素酶和果胶酶处理后发酵,
液固串淋发酵得到酒精发酵率 86.4 %,醋酸转化率为 75.3 %,发酵周期为 15 d~16 d。
关键词:西藏;光核桃;果醋;液固串淋发酵法
Liquid & Solid Cross-sprinkling Fermentation in Producing Prunus mira koehne Vinegar
ZHONG Zheng-chang1,FANG Jiang-ping2
(1. Tibet Agricultural and Animal Husbandry College Bio-technology Center,Linzhi 860000,Tibet, China; 2. Tibet
Plateau Ecology Institute,Linzhi 860000,Tibet, China)
Abstract:The liquid & solid cross -sprinkling fermentation method was taken in the research Prunus mira
Koehne vinegar. Results showed:after dealing with cellulase and pectinase,the fermentation ratio of alcohol is
86.4 %,its average acetic acid transformation ratio reaches 75.3 %,and the fermentation period is 15 d-16 d by
liquid & solid cross-sprinkling fermentation.
Key words:Xizang; Prunus mira Koehne; fruit vinegar; liquid & solid cross-sprinkling fermentation
基金项目:中央财政林业科技推广重点推广项目([XZ2009]002)
作者简介:钟政昌(1975—),男(汉),助理研究员,硕士,主要从事食
品资源研究与开发。
2011年 3月
第 32卷第 3期
食品研究与开发
Food Research And Development94
钟政昌,等:液固串淋法生产光核桃果醋的工艺
酵罐(自行设计组装);温度计(HT-5):常州市瑞明仪
器厂;糖度计(TD-45):浙江托普仪器有限公司;数字
酸度计(CN60M/PHS-3C):北京中西泰安技术服务有限
公司,旋转蒸发仪(RE52AA):成都名驰仪器有限公司。
1.4 分析检验方法
食醋中总酸的测定:酸碱中和法;酒精度测定:蒸
馏法测定;还原糖的测定:斐林试剂法。
1.5 方法
1.5.1 工艺流程
光核桃→清洗除杂→碱液去皮→冲淋去碱→护
色、去苦→去核打浆→加热灭酶→纤维素酶、果胶酶处
理→合料、调整糖度→酒精发酵→光核桃果酒醪
成品←杀菌←灌装←均质←调配←过滤←固态
醋酸发酵←回流发酵罐←活化醋酸菌
↑ ↓
液态醋酸发酵
1.5.2 工艺要点
护色去苦:加入 1 %的氯化钠,0.01 %的抗坏血
酸,0.1 %的柠檬酸,0.02 %的亚硫酸钠,将去皮并冲
洗干净的光核桃在其内浸泡 8 h~12 h。这样基本可以
去苦涩与护色。
纤维素酶和果胶酶剂处理:由于光核桃中含大量
的纤维素和果胶,不利于取汁并影响发酵,同时还影响
成品的稳定性,利用纤维素果胶酶剂处理降解为半乳
糖等低分子物质,可提高原料的出汁率,也为后期生产
打下了良好基础。
糖化:用凉开水把汁液降温至 39 ℃,加入糖化酶
(5万 U/g)0.15 %,糖化时的 pH值控制在 4.0~4.2,糖
化约 20 h后,应立即冷却到 30 ℃,送入酒精发酵阶
段。糖化过程中需要通风搅拌。
酒精发酵:将糖化液送入发酵罐后,同时加水稀
释至 1.2倍(包括酒母在内),将活化过的酵母菌液接
种到果汁中发酵。定期测定发酵液中总糖、总酸及酒
精含量,待发酵液中酒精含量不再上升时,酒化完成,
进行蒸汽高温灭菌(95℃灭菌 60 s)处理。
液固串淋:即用部分经稀释的液态熟醋液对固态
醅进行浇淋,并定时回流淋浇,当淋得的醋液酸度降至
3.8 g/100 mL以下即可停止。
2 结果与分析
2.1 酶降解处理
采用纤维素酶和果胶酶进行处理,并对纤维素酶
和果胶酶的用量、pH值、温度进行了试验,结果最适
pH值为 4.7左右,45℃~50℃为最适温度,以纤维素酶
0.1 %~0.12 %,果胶酶 0.1 %~0.15 %为最佳用量。
2.2 酒精发酵
酒精发酵过程中每隔 0.5 d 测定发酵液的酒精
度、酸度和糖度的变化,光核桃果浆醪液酒化曲线如
图 1所示。
从图 1可以看出,发酵前期的 1 d~2 d内,酒度变
化不大,酵母处于适应和生长阶段;发酵的第 3天~5天
内,酒度上升较快,糖度相应迅速下降,此过程中产生
有大量的泡沫;第 6天过后,酒精发酵速度趋于平缓,
糖度的变化也减慢,酒精度达到 6.28 %,糖度约为
1.87 %。发酵 6 d后,酒精发酵开始停止,可以进入醋
酸发酵。
2.3 果醋发酵工艺分析
2.3.1 酒精度对醋酸发酵的影响[6]
理论上,醋酸菌对乙醇的忍受质量分数为 15 %~
16 %,而 12 %以上的酒精度就抑制了醋酸菌的活动,
若达到 14 %乙醇体积分数,就很难形成醋酸胶团。分
别将果汁原酒调配成乙醇体积分数为 4 %、6 %、8 %的
醋基,灭菌、冷却后,将已活化的醋酸菌接入,于 30℃~
32 ℃通气培养,每 1天测定发酵液的总酸,当醋酸含
量不再增加时,停止发酵,发酵时间为 5 d。
由表 1可知,原始酒精度在 4 %~6 %之间产醋酸
的转化在 74 %~80 %左右,而原始酒精度达 8 %时,转
化率降至 62 %,证明醋酸发酵原始酒精度在 4 %~6 %
之间较适宜。
图 1 酒精发酵过程中酒精度、糖度和酸度的变化
Fig.1 Changes of alcohol concentration, sugar degree and acidity
in alcohol fermentation
表 1 原始酒精度对产醋转化率的影响
Table 1 Effects of incipient alcohol concentration on acidity
percent conversion
原始酒精度/(体积分数)
4
6
8
平均转化率/%
80.7
77.6
62.3
时间/d
应用技术
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2.3.2 液固串淋发酵过程中酸度的变化
醋酸发酵期间,每 1天测定发酵液的酒精度和酸
度。液态醋酸发酵中酒精度和酸度变化如图 2所示,液
固串淋发酵过程中酸度的变化如图 3所示。
液态醋酸发酵的时间在 5.5 d左右。发酵前 5天,
酒精度迅速下降,酸度迅速上升,因为乙醇在醋酸菌的
作用下被氧化成醋酸。从第 6天起,由于液态罐中酸度
下降,预示着发酵液中的酒精耗尽,液态罐和固态罐串
淋有助于加速固态罐中的醋酸发酵。将液态塔和固态
塔中的发酵将液态塔和固态塔中的发酵液相互之间
交换淋浇,使固态塔中的醋汁酸度从 2.69 %逐渐上升
到 3.72 %,经历时间为 15 d左右(约 360 h)。
2.4 产品转化率分析[7]
2.4.1 酒醪产量
35 kg的糖化醪经酒精发酵产酒醪为 26.4 kg,比
重约为 1.08。因在发酵过程中代谢产生的 CO2约为
1.1 kg,总损耗量约为 9.6 kg。测得酒精含量 22 ℃为
6.28 %,经过滤得酒液为 22.3 kg。测得酒液为 22 kg,比
重约为 0.989 6。湿渣 2.4 kg,干渣为 0.62 kg。
2.4.2 酒精发酵率
酒精发酵率/%= 酒液×酒含量(实产糖化醪葡萄糖总量)×0.5111 ×
100
注:0.511 1是理论上每 kg葡萄糖可产出 0.511 1 kg
酒精。
经计算,酒精发酵率为 86.4 %。
2.4.3 醋酸转化率
1 kg酒精理论上可产 1.304 kg的乙酸,且有 0.5 kg
的水生成,而一般最高产出 1.2 kg的醋。故一般发酵率
最高的为 1.21.304 ×100=92 %
醋酸转化率/%= 成熟醋中乙酸总量发酵酒醪中酒精总量×1.304 ×100
经计算,醋酸转化率为 75.3 %。
3 结论
采用纤维素酶、果胶酶强化水解,能大幅度地将
原料中难以分解的多糖物质转化成果醋生产的基础
发酵物质,以提高原料利用率。利用糖化酶进行糖化
后再用安琪酿酒高活性干酵母酒精,利用固液串淋发
酵法进行醋酸发酵,经测定计算,酒精发酵率 86.4 %,
醋酸转化率为 75.3 %。本研究结果与汪芳安[7]的研究
十分接近。
参考文献:
[1] 董国正.西藏光核桃的调查[J].中国林副特产,1991(3): 44-45
[2] 蔡长河,方江平,钟明,等.西藏野桃果实的特性及综合加工利用
研究[J].食品科学, 2002, 23(11): 73-76
[3] 钟政昌.西藏林芝地区光核桃资源生态学研究[D].西藏大学,2008:
28-30,55-57
[4] 钟政昌,普琼.西藏野桃凉果加工技术研究[J].林业科技通讯, 2001
(12):35-36
[5] 张锋,金杰,刘春芬.果醋抗氧化作用研究进展[J].中国酿造, 2008
(8): 8-11
[6] 王春霞,杜连祥,路福平.红枣果醋发酵条件的研究[J].食品与发
酵工业, 2009,35(5): 114-117
[7] 汪芳安,黄勇,周帼萍,等.液固串淋发酵法生产木瓜果醋技术研
究[J].食品科技,2006,31(4):100-103
收稿日期:2010-08-03
图 2 液态醋酸发酵过程中酒精度和酸度变化
Fig.2 Changes of acidity during liquid acetic fermentation
图 3 串淋发酵过程酸度变化
Fig.3 Changes of acidity during cross-sprinkling fermentation
发酵时间/d
时间/d
酸
度
/%
酒
精
度(
体
积
分
数
)
酸
度
/%
应用技术钟政昌,等:液固串淋法生产光核桃果醋的工艺96