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)

固定化技术应用于香芋醋的研究

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)

以香芋为主要原料，将固定化技术应用于香芋醋的酿制研究。研究结果表明：酒精发酵的适宜条件为初始糖度18.0%，酵母菌接种量为5.0%，接种发酵菌种中生香酵母与酿酒酵母的比例为1∶4，发酵温度为28 ℃，发酵时间为96 h；醋酸发酵的适宜条件为起始酒精度为9.0%，醋酸菌接种量为12.0%，醋酸发酵温度为32 ℃，发酵时间为72 h。

固定化技术；发酵；香芋醋

香芋中含有较丰富的淀粉、粗纤维、粗蛋白、还原糖、维生素和多种微量元素等营养物质，同时具有清热解毒、健脾强胃、散结理气等功效，能够增强机体的免疫力[1]。应用固定化发酵技术酿制食醋可使生产效率获得显著提高，本文以市售香芋为原料，应用固定化发酵技术酿造香芋醋，提高香芋资源的科学利用价值，为食醋市场增添新的花色品种。

1 材料与方法

1.1 主要原料与试剂

市售新鲜香芋、α-淀粉酶、α-1,4-葡萄糖水解酶、柠檬酸、氢氧化钠、氯化钠、海藻酸钠、氯化钙、无水乙醇、葡萄糖、蔗糖、酵母膏、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

制浆机、生化培养箱、恒温摇床、高压灭菌锅、手持糖度计、酸度计、酒精计。

1.3主要检测项目[2]

依据文献中提供的方法，进行糖度(手持糖度计法)、酒精度(酒精计法)和总酸度(酸碱滴定法)的测定。

1.4菌种固定化操作技术[3]

依据文献中提供的方法，进行海藻酸钠和氯化钙固定化造粒。

1.5工艺流程[4]

香芋→挑选清洗→去皮、切片→护色→制浆→α-淀粉酶酶解→灭酶→α-1,4-葡萄糖水解酶酶解→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→杀菌→过滤→陈酿→澄清→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

香芋浆液酸度调节至pH 值为5.0，调整初始糖度为18.0%，接种固定化酵母5.0%，调控生香酵母和酿酒酵母的比例，控制酒精发酵温度28 ℃，每隔12 h取样测定酒精度1次，结果见图1。

图1 接种酵母比例对酒精发酵的影响

在酒精发酵过程中，接种的菌种比例不同会导致酒精度不同，由图1可知，生香酵母和酿酒酵母的比例为1∶4时，检测酒精度高，因此接种时选取生香酵母和酿酒酵母的比例为1∶4较为合适。

2.2 初始糖度对酒精发酵的影响

香芋浆液酸度调节至pH 值为5.0，依次调整糖度为12.0%，14.0%，16.0%，18.0%，20.0%，固定化酵母(生香酵母∶酿酒酵母为1∶4)接种量5.0%，控制酒精发酵温度28 ℃，每隔12 h取样测定酒精度1次，结果见图2。

图2 糖度对酒精发酵的影响

酒精发酵过程中，糖度不同会导致酒精度不同。结果显示：在相同发酵时间的条件下，酒精度随糖度增加而增大，5个糖度水平下发酵酒精产量增加趋势一致。由图2可知， 18.0%糖度和20.0%糖度时的酒精度差别不大，所以，从原料和工艺角度考虑，选择初始发酵糖度为18.0%较为合适。

2.3 固定化酵母接种量对酒精发酵的影响

香芋浆液酸度调节至pH 值为5.0，调整糖度为18.0%，调节固定化酵母(生香酵母∶酿酒酵母为1∶4)接种量依次为3.0%，4.0%，5.0%，6.0%，7.0%，控制酒精发酵温度28 ℃，每隔12 h取样测定酒精度1次，结果见图3。在酒精发酵过程中，相同的发酵条件下，酵母菌接种量不同，酒精度也会出现差异。

图3 固定化酵母接种量对酒精发酵的影响

由图3可知，酵母接种量越大，酒精度越大，酒精发酵84 h后，酒精度增加幅度开始趋缓，酒精度随接种量增大反而降低。 所以，确定适宜的固定化酵母菌接种量为5.0%。

2.4 酒精度对醋酸发酵的影响

在香芋酒中接入固定化醋酸菌进行醋酸发酵，调节起始酒精度依次为6.0%，7.0%，8.0%，9.0%，10.0%，固定化醋酸菌接种量为8.0%，控制发酵温度为32 ℃进行醋酸发酵，每隔12 h取样测定1次酸度，结果见图4。

图4 酒精度对醋酸发酵的影响

醋酸发酵过程中，伴随着初始酒精度的增加，香芋醋酸酸度也会增加。由图4可知，相同的发酵条件下，随着发酵时间的增加，由于酒精度过高可能会抑制醋酸菌生长，导致醋酸酸度增加速度放缓，所以根据检测结果，确定适宜的初始酒精度为9.0%。

2.5固定化醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响

在香芋酒中接入固定化醋酸菌进行醋酸发酵，调节起始酒精度为9.0%，调节固定化醋酸菌接种量依次为8.0%，10.0%，12.0%，14.0%，16.0%，控制发酵温度为32 ℃进行醋酸发酵，每隔12 h取样测定1次酸度，结果见图5。

图5 固定化醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响

选择适宜接种量可以增加酸度、缩短发酵周期。由图5可知，发酵初期，固定化醋酸菌接种量越大，酸度增加越快，但到了发酵后期，由于接种量过大造成菌体细胞的生长繁殖过快而消耗底物中的营养，酸度会因接种量过高而增加趋缓。根据检测结果，确定适宜的醋酸菌接种量为12.0%。

2.6香芋醋的固定化菌种发酵与游离菌种发酵效果比较

接种量相同的情况下，采用菌种固定化颗粒发酵生产香芋醋与菌种游离细胞发酵生产香芋醋的发酵效果对比实验结果见图6。

图6 固定化醋酸菌发酵与游离醋酸菌细胞发酵的对比

由图6可知，在发酵工艺参数一致的前提下，酒精发酵阶段，利用固定化酵母菌发酵相对于游离酵母菌发酵具有很高酒精生产速率，同样在醋酸发酵，固定化醋酸菌种发酵速度也远比游离醋酸菌种发酵速度要快，醋酸生产速率提高。发酵初期，固定化细胞参与发酵速率增加得明显些，这是因为菌种固定化颗粒参与构成的发酵系统存在很高的细胞浓度，随着发酵继续进行，在固定化发酵液中会逐渐累积从固体凝胶中泄露的游离菌种细胞，泄露出的游离菌种细胞会进一步发挥发酵作用，增加产物的转化。

3 结论

在香芋醋的酿制工艺中，应用固定化菌种发酵技术具有较好的发酵效果，适宜的香芋醋固定化菌种发酵工艺条件为：酒精发酵阶段，初始糖度为18%，固定化酵母菌接种量为5%，其中，生香酵母与酿酒酵母的比例为1∶4，发酵温度为28 ℃，发酵时间为96 h；醋酸发酵阶段，起始酒精度为9.0%，固定化醋酸菌接种量为12.0%，发酵温度为32 ℃，发酵时间为72 h。

[1]曹梦竺.香芋的开发利用价值[J].农技服务,2007,24(9):35.

[2]王岩.固定化菌种发酵生产金柑果醋的研究[J].中国调味品,2016,41(8):101-103.

[3]程丽娟,薛泉宏.微生物学实验技术[M].北京：世界图书出版公司,2000.

[4]李西腾,师文添,张元元，等.芋头发酵醋的工艺研究[J].中国调味品,2016,41(6):102-104.

Study on Application of Immobilization Technology to Taro Vinegar

WANG Yan

(Jiangsu Food Processing Technology R & D Center, Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College,Huai'an 223003, China)

Taro vinegar is produced using taro as main raw material by immobilization technology.The research results show that the optimum conditions of alcoholic fermentation are initial sugar degree of 18.0%, yeast inoculation amount of 5.0%，the ratio of aroma-producing yeast andSaccharomycescerevisiaeof 1∶4 in inoculated and fermented bacteria, the fermentation temperature of 28 ℃ and the fermentation time of 96 h; the optimum conditions of acetic fermentation are initial alcohol degree of 9.0%，acetic acid inoculation amount of 12.0%, the acetic acid fermentation temperature of 32 ℃ and the fermentation time of 72 h.

immobilization technology；fermentation；taro vinegar

2017-03-16

王岩(1978-)，男，辽宁沈阳人，讲师，硕士，研究方向：食品科学与工程。

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.09.020

1000-9973(2017)09-0085-03