杨清香

（新疆轻工职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830021）

新疆骏枣果形大、果面光滑、皮薄、肉厚、口感甘甜醇厚，其VC、蛋白质、矿物质含量均高于同类产品，被誉为“中华第一枣”。由于日照时间比较长，昼夜温差大，所以产出的骏枣个头大、味甘甜。单果平均重22 g，最大单果重达31.5g。骏枣汁液多，鲜枣含糖量28.7%，含酸量0.45%，含VC430.2 mg/100 g，另外，还含有丰富的微量元素[1]。本文以骏枣为原料，进行醋酸发酵试验研究，为骏枣深加工开发枣醋提供技术依据。

1 材料与设备[2-3]

1.1 材料

1.1.1 菌种

AS 1.41醋酸菌：中科院微生物研究所；沪酿1.01醋酸菌：上海迪发酿造生物制品有限公司。

1.1.2 醋酸菌的培养基

葡萄糖 1 g；酒精 2 mL；碳酸钙（CaCO3）1.5 g；酵母膏1 g；琼脂 2.5 g；水100 mL；pH自然（各种成分先加热溶解后再将酒精加热）。

1.1.3 和田骏枣

乌鲁木齐北园春市售；丹宝利酵母：广东丹宝利酵母有限公司；果胶酶（液态）：酶活力15万U/g，宁夏和氏璧生物技术有限公司；果汁酶（液态，酶活构成：纤维素酶≥11万U/mL，木聚糖酶 ≥150万U/mL，果胶酶≥6万U/mL，β-葡聚糖酶≥136万U/mL）：宁夏和氏璧生物技术有限公司；酸性果胶酶：酶活力12万U/g，山东杰诺生物科技有限公司。

1.2 设备

恒温培养箱（LHS-250SC）：上海齐欣科学仪器有限公司；恒温振荡培养箱（SHA-C）：苏州正基有限公司；家用果汁打浆机；酸度计（雷磁）：上海楚柏实验设备有限公司；水浴锅（HH-2）：金坛科兴仪器厂；阿贝折光仪（2WA-J）：上海测维光电技术有限公司；蒸馏装置；电磁炉；分析天平（奥豪斯）；电子称；精密酒精计：武强县精创仪器仪表厂。

2 方法

2.1 操作要点[4-6]

2.1.1 枣浆的制备

将枣洗净，按料水比1∶8，于90℃预煮10 min，用打浆机进行打浆。

2.1.2 酶解制汁

采用酸性果胶酶0.04%，果汁酶0.04%，在酶解温度为45℃，pH 3.5，酶解1.5 h的条件下制汁。

2.1.3 酒精发酵

采用丹宝利酵母进行酒精发酵，将干酵母加入2%灭菌糖水中活化2 h，然后接入适量酵母菌活化液在恒温培养箱发酵。

2.1.4 醋酸菌活化

2.1.4.1 一级扩大培养

取2只大试管，每只试管中加入15 mL新鲜红枣汁，于121℃高压灭菌20 min，冷却后用接种环从醋酸菌斜面培养基上取数环醋酸菌接试管中，置于恒温培养箱中，在34℃下培养48 h。

2.1.4.2 二级扩大培养

取250 mL三角瓶2个，每个三角瓶中加入100 mL新鲜红枣汁，于121℃高压灭菌15 min，冷却后按10%的接种量接入一级试管培养的醋酸菌种子液，置于恒温培养箱中，在34℃下培养48 h。

2.1.4.3 醋酸发酵

主要考察醋酸菌接种量、初始酒精度、装液量、pH、发酵温度和发酵时间对醋酸发酵的影响，进行单因素试验，在单因素试验结果基础上，采用四因素三水平进行正交优化实验。

2.2 分析测试[7]

总酸的测定采用酸碱滴定法：GB/T 5009.41-2003；酒精含量测定：蒸馏法GB/T 394.2-2008。

由于采用得率更能反映出发酵和产能情况，因此在本实验中，以醋酸得率作为考察指标。

3 结果与讨论

3.1 初始酒精度的影响

发酵温度30℃，pH3.5，醋酸菌接种量为6%，发酵时间4 d，装液量150 mL条件下，考察了初始酒精浓度分别为2.0%、4.0%、6.0%、8.0%、10.0%时对醋酸发酵的影响。

图1 不同初始酒精度下2种醋酸菌发酵性能Fig.1 The effect of alcohol content on fermentation with acetic acid bacteria

由图1可以看出，2种醋酸菌表现出相似的发酵性能。随着酒精含量的逐渐升高，醋酸得率呈现先逐渐增加，后逐渐降低的趋势，对于沪酿1.01，当酒精含量为6.0%时，醋酸得率较高。对于中科1.41当酒精含量为4.0%和6.0%的酒精含量产物的得率分别约为78.0%和77.0%，但从产物醋酸含量而言，6.0%的酒精用量时明显高于4.0%的用量。可能是由于酒精度较高时，对醋酸菌的发酵有抑制作用。因此，选择初始酒精度为6.0%比较适宜。

3.2 醋酸菌接种量的影响

不同的接种量对醋酸发酵结果有不同的影响，接种量太小，菌数增长缓慢，会延长发酵周期，降低生产效率;接种量过大，菌种生长过于旺盛，导致菌种提前衰老，且消耗大量的营养物质，降低原料的转化率，造成成本提高。只有在一定范围内，适当增加发酵菌种接种量，才可以既缩短延续期，减少发酵液被污染的概率，又提高产酸的速度和产品的质量[8]。

在发酵温度30℃，pH3.5，初始酒精度为6%，理论醋酸量为7.83%，发酵时间4 d，装液量150 mL条件下，考察了接种量分别为2%、4%、6%、8%、10%和12%对醋酸发酵的影响。

图2 不同接种量下2种醋酸菌发酵性能Fig.2 The effect of inocation volume on fermentation with acetic acid bacteria

从图2可以看出，随着接种量的增加，醋酸得率不断增加，随后趋于平缓。当接种量为2%时，产酸速度偏低，发酵周期长，最终醋酸得率也不高；当接种量增加到6%以后，醋酸得率基本变化不大，但是接种量过高时，发酵速度快，不易于发酵控制，同时对风味产生不良的影响[7]，所以6%～8%的接种量比较适宜。

3.3 发酵温度的影响

发酵温度直接影响到醋酸菌的生长繁殖速度和产酸速度，在微生物发酵过程中，发酵温度过低或过高都不利于发酵的进行。在pH3.5，初始酒精度为6.0%，理论醋酸量为7.83%，发酵时间4 d，装液量150 mL条件下，在20、26、28、30、32、35℃的发酵过程进行了研究。

从图3可以看出，随着温度的升高，醋酸得率也逐渐增加，当温度为20℃时，醋酸得率最低，是由于在较低温度下，醋酸菌繁殖慢，对酒精的利用效果不好；当升高到30℃时，醋酸得率最高，随着温度继续升高，醋酸得率变化不显著，甚至有下降的趋势，可能是因为到发酵后期高温使酶失活，醋酸菌提前老化，故产酸量也随之降低。因此，选择发酵温度为30℃～32℃为宜。

图3 不同温度条件下两种菌种发酵情况Fig.3 The effect of temperature on fermentation with acetic acid bacteria

3.4 发酵时间的影响

在发酵温度30℃，pH3.5，初始酒精度为6%，理论醋酸量为7.83%，装液量150 mL时，考察了发酵时间为 1、2、3、4、5、6 d 醋酸得率的情况。

图4 2种菌种随时间的变化发酵情况Fig.4 The effect of time on fermentation with acetic acid bacteria

由图4可以看出，随着发酵时间的延长，醋酸得率逐渐增加，后趋于平缓。当发酵4 d时，醋酸得率达到最高，随着发酵时间的延长，得率增加不显著，甚至出现下降趋势。因此，为了提高生产效率和节省能源，选择发酵4 d为宜。

3.5 发酵液pH的影响

在发酵温度30℃，发酵时间5 d，初始酒精度为6%，理论醋酸量为7.83%，装液量150 mL条件下，考察了发酵液 pH 分别为 2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 和 5.0 时醋酸得率情况。可知，随着pH的快速增加，醋酸得率呈现先快速增加后逐渐降低的趋势。pH为2.5时，醋酸得率最低，可能是由于pH过低，醋酸菌的生长代谢受阻，发酵产酸的能力下降；当pH在3.5～4.0时，发酵产酸能力最好；当pH大于4.0时产酸能力逐渐下降。因此，选择pH 3.5～4.0比较适宜。

3.6 装液量的影响

图5 不同pH条件下2种菌种发酵情况Fig.5 The effect of pH on fermentation with acetic acid bacteria

在发酵温度30℃，发酵时间5 d，初始酒精度为6%，理论醋酸量为7.83%，pH3.5时，考察了装液量分别为30%、40%、50%、60%、70%和80%对醋酸得率的影响。

图6 不同装液量条件下2种菌种发酵情况Fig.6 The effect of liquid volume on fermentation with acetic acid bacteria

从图6可以看出，随着装液量的逐渐增加，醋酸得率呈现先逐渐增加后逐渐降低的趋势。当装液量过低时，醋酸发酵效果不好，并且降低了生产效率，浪费能源。当装液量过高时，可能是由于装液量过高，醋酸菌利用氧气不充分导致醋酸得率下降。因此，选择装液量60%为宜。

3.7 发酵条件优化

参考单因素试验数据，采用沪酿1.01醋酸菌，进行四因素三水平正交试验，试验设计见表1，试验结果见表2。

表1 醋酸发酵正交试验设计Table 1 The design of optimal condition for acetic acid bacteriafermentation

表2 醋酸发酵正交试验结果统计与分析Table 2 The result of optimal for acid bacteriafermentation

从正交试验结果可以看出，影响醋酸发酵的主次因素为装液量>接种量>初始酒精度>发酵温度。醋酸发酵最佳条件为A3B1C2D2，即菌种接种量为7%、初始酒精含量为6%、温度为30℃、装液量为65%，在此条件下进行发酵试验，所得产品醋酸含量高达6.75%，得率为86.20%。

4 结论

1）单因素试验结果表明：当酒精度范围是4%～6%、接种量为6%～8%、温度为30℃～32℃、装液量为60%～70%、pH 3.5～4.0时发酵4 d效果较好，单因素试验结果为正交优化实验奠定了基础。

2）从两种菌种对骏枣的发酵情况来看，沪酿1.01的发酵效果稍微优于中科1.41，采用沪酿1.01醋酸菌发酵做正交试验以优化醋酸发酵条件。从正交试验结果可以看出，影响醋酸发酵的主次因素为装液量>接种量>初始酒精度>发酵温度。醋酸发酵最佳条件为A3B1C2D2，即接种量为7%、初始酒精含量为6%、温度为30℃、装液量为65%，在此条件下进行发酵试验，所得产品醋酸含量达6.75%，得率为86.20%。

[1]宋锋惠,哈地尔·依沙克,史彦江,等.新疆塔里木盆地骏枣果实营养与土壤养分相关性分析[J].果树学报,2010,27(4):626-630

[2]杨清香.果蔬加工技术[M].北京:化工出版社,2010:35-39

[3]江汉湖.食品微生物学[M].北京:中国农业出版社,2002:124-127

[4]杨清香,葛亮.哈密大枣发酵特性研究[J].酿酒科技,2010(5):23-26

[5]胡丽红.红枣醋及枣醋饮料生产工艺的研究[D].新疆农业大学,2009:15-27

[6]玛丽娜.红枣醋的开发研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2005:5-19

[7]朱克永.食品检测技术[M].北京:科学出版社,2004:67-71

[8]刘蒙佳.安哥诺李果醋加工工艺的研究[D].西安:陕西师范大学,2007:19-29