杜國(guó)豐 朱寶偉 吳美毅等

摘要[目的] 開發(fā)研制蘆薈蘋果醋保健飲料。[方法]以庫(kù)索拉蘆薈和新鮮蘋果為原料，選用果酒專用酵母菌、高效果醋菌作為發(fā)酵菌種，以搖瓶發(fā)酵法制備蘋果醋，將其與新鮮脫苦脫澀蘆薈汁調(diào)配，通過(guò)正交試驗(yàn)確定醋酸發(fā)酵和蘆薈蘋果保健醋飲料的最佳工藝條件。[結(jié)果]試驗(yàn)確定醋酸發(fā)酵的最佳條件為：酒精度7.0%（V/V）、接種量15%（V/V） 、發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時(shí)間7 d，此條件下得到的蘋果醋的醋酸含量為48.8 g/L；蘆薈蘋果保健醋飲料的最佳工藝配方為：蘋果醋添加量70%、蘆薈汁添加量20%、果葡糖漿16%、檸檬酸010%，此條件下得到的蘆薈蘋果醋功能飲料的綜合評(píng)分為95.7分。[結(jié)論] 試驗(yàn)研制的蘆薈蘋果醋保健飲料具有蘆薈和蘋果醋復(fù)合香味、甜酸適宜、口味醇正，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有較好的保健功能和一定的市場(chǎng)開發(fā)前景。

關(guān)鍵詞保健果醋；蘆薈汁；蘋果汁；正交試驗(yàn)；配方

中圖分類號(hào)S38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）31-196-04

Study on Health Vinegar Beverage Made from Aloe Juice and Apple Vinegar

DU Guofeng， ZHU Baowei， WU Meiyi et al

（Department of Chemical Engineering， Yingkou Institute of Technology， Yingkou， Liaoning 115014）

Abstract [Objective] To develop health vinegar beverage made from aloe juice and apple vinegar. [Method] With Curacao aloe and fresh apple as raw material， using special wine yeast， high quality of vinegar bacteria， adopting shake flask fermentation method to prepare apple vinegar. The optimal technique conditions were obtained through orthogonal test. [Result] The optimal combination for acetic acid fermentation was determined by orthogonal experiments， the optimal combination was 7.0% alcohol （V/V）， the acetic acid bacteria inoculation volume was 15%（V/V）， fermentation at 30 ℃ for 7 days， under this condition， the concentration of the acetic acid of apple vinegar was 48.8 g/L.The optimal process formula of aloe apple vinegar beverage was studied by orthogonal experiments， the optimal process formula was determined to consist of 70% apple vinegar， 20% aloe juice， 16% high fructose syrup， 0.10% citric acid. The comprehensive score of health beverage made from aloe juice and apple vinegar was 95.7. [Conclusion] The health beverage has composite fragrance of aloe juice and apple vinegar with taste suitable and unique flavor. And the production process is simple， has good health care function and certain market development prospect

Key words Health vinegar； Aloe juice； Apple juice； Orthogonal experiments； Formula

受生態(tài)環(huán)境的破壞、生活節(jié)奏的加快、精神壓力過(guò)大等因素的影響，現(xiàn)代人很容易處于亞健康狀態(tài)，而人的健康取決于免疫力。蘆薈含有蘆薈素、蘆薈酊、蘆薈甘露聚糖、17種游離氨基酸、21種有機(jī)酸、礦物質(zhì)、維生素等多種功能成分[1]，能改善免疫功能，防止便秘，預(yù)防結(jié)腸炎，治療胃潰瘍和十二指腸等胃疾病，降低血脂血糖，改善循環(huán)系統(tǒng)，增強(qiáng)食欲，防止消化系統(tǒng)的疾病[2]?？梢姡J薈是開發(fā)保健食品的理想原料，它的開發(fā)迎合了現(xiàn)代人對(duì)天然食品、營(yíng)養(yǎng)保健、健康養(yǎng)生的需求。

蘋果是遼南主要水果品種之一，具有生津止渴、潤(rùn)肺除煩、健脾益胃、養(yǎng)心益氣等功效[3]。近年來(lái)，以果代糧釀造的水果醋，提升了食用醋的風(fēng)味和保健功能。如蘋果醋是以蘋果為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵而成，其顏色淡黃、澄清透明、風(fēng)味清爽，具有軟化血管、預(yù)防心腦血管疾病等保健作用[4]。然而現(xiàn)如今市場(chǎng)上果醋品種還比較單一，口味相對(duì)單調(diào)，而復(fù)合型果醋可以彌補(bǔ)其不足，越來(lái)越受到人們的青睞。筆者結(jié)合蘆薈與蘋果的多種生理功能，采用二者為初始原料，選用果酒專用酵母菌、高效果醋菌作為發(fā)酵菌種，以搖瓶發(fā)酵法制備蘋果醋，將其與新鮮脫苦脫澀蘆薈汁調(diào)配，開發(fā)研制蘆薈蘋果醋。該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，老少皆宜飲用，具有較好的保健功能，并具有一定的市場(chǎng)開發(fā)前景。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1供試原料。

鮮蘆薈，市售庫(kù)拉索蘆薈[Aloe vera （L.）Aloe barbadensis Miller]，2年生以上。

1.1.2菌種。帝伯仕果酒專用酵母，帝伯仕果醋菌。

1.1.3主要試劑。法國(guó)進(jìn)口帝伯仕果膠酶，抗壞血酸，0.1 mol/L氫氧化鈉，1%酚酞指示劑，氯化鈉，高錳酸鉀，稀鹽酸，聚乙烯吡咯烷酮（PVP），β環(huán)狀糊精，檸檬酸，果葡糖漿（75%）。

1.1.4培養(yǎng)基。果醋菌活化培養(yǎng)基：葡萄糖1%、酵母膏1%、碳酸鈣1.5%，115 ℃滅菌20 min，滅菌后加2%的無(wú)水乙醇。果醋菌擴(kuò)大培養(yǎng)基：磷酸二氫鉀0.05%、硫酸鎂003%、酵母膏1%、麥芽糖5%，121 ℃滅菌15 min，滅菌后加5%的無(wú)水乙醇。

1.1.5主要儀器設(shè)備。

果蔬打漿機(jī)，恒溫振蕩培養(yǎng)箱，pHS3C型酸度計(jì)，高壓滅菌鍋，分析天平，恒溫水浴鍋，果酒專用酒精度計(jì)，堿式滴定管。

1.2工藝流程

1.2.1蘆薈原汁的制備流程[5]。具體工藝流程見圖1。

1.2.2蘆薈蘋果醋制作工藝流程。具體工藝流程見圖2。

1.3操作要點(diǎn)

1.3.1蘆薈原汁的制備[6]。

挑選新鮮的蘆薈葉，人工漂洗清除蘆薈葉表面的泥土、灰塵、微生物等。用2%的鹽水浸泡20 min，除去其上的病菌、蟲卵和殘留的農(nóng)藥，接著用清水漂

洗掉表面的鹽水。去掉邊緣刺齒，切去基部和頂部，有黃綠

色汁液流出，將切口向下使汁液流盡，再用清水洗凈。用02% NaOH 溶液45 ℃處理10 min，去除蘆薈葉表皮內(nèi)的大量苦味素（蘆薈寧、蘆薈苦素等），然后將原料放入沸水蒸汽中汽蒸3 min，破壞氧化酶的活性，去除組織中的部分氣體。待冷卻后，將蘆薈葉放入打漿機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入0.1%抗壞血酸與0.05%檸檬酸進(jìn)行打漿，可保持蘆薈原有的色澤和維生素。向蘆薈勻漿中加入0.1%的果膠酶，調(diào)pH 4.5，放入38 ℃恒溫水浴鍋中酶解1 h，期間不斷攪拌以加快果膠類物質(zhì)的酶解。將酶解液90 ℃恒溫滅酶10 min，冷卻后離心，棄沉淀，向上清液中添加0.4%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和0.4% β環(huán)狀糊精對(duì)蘆薈原汁進(jìn)行脫苦脫澀處理，最后過(guò)濾離心得澄清蘆薈原汁。

1.3.2蘋果汁的制備。

挑選無(wú)機(jī)械損傷的新鮮蘋果，用稀鹽酸泡5 min，再用高錳酸鉀清洗，流動(dòng)水漂洗后去皮、取果肉，放入1%的食鹽水中浸泡護(hù)色。取出切成小塊，加入一半果肉體積的純凈水和0.1%抗壞血酸以保護(hù)果汁的色澤和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，打漿得果汁原漿，90 ℃恒溫放置10 min，鈍化漿液中的各種酶，冷卻后加入0.1%的果膠酶，調(diào)pH 4.5，45 ℃恒溫酶解1 h，期間不斷攪拌以加快果膠類物質(zhì)酶解，將酶解液90 ℃恒溫滅酶10 min，冷卻后過(guò)濾得蘋果汁。

1.3.3菌種活化。

將121 ℃滅菌30 min的無(wú)菌水50 ml 冷卻至37～38 ℃，加入果酒專用酵母0.2 g，輕輕搖勻，并每隔10 min搖瓶一次，30 min后備用。

將帝伯仕果醋菌經(jīng)無(wú)菌操作接入到盛有100 ml醋酸菌活化培養(yǎng)基的500 ml錐形瓶中，30 ℃、150 r/min振蕩培養(yǎng)96 h進(jìn)行果醋菌的活化。取活化菌液2 ml接入到盛有100 ml擴(kuò)大培養(yǎng)基的500 ml錐形瓶中，32 ℃、150 r/min下培養(yǎng)48 h備用。

1.3.4酒精發(fā)酵。

將“1.3.2”中的蘋果汁還原糖含量調(diào)整為13%，將其分裝于500 ml錐形瓶中（裝液量為100 ml），90 ℃滅菌10 min，冷卻至30 ℃。將果酒專用酵母活化液按05%接種量接種到上述蘋果汁中，在恒溫振蕩培養(yǎng)箱中150 r/min，32 ℃進(jìn)行酒精發(fā)酵培養(yǎng)，定時(shí)測(cè)定發(fā)酵液中酒精含量，至酒精度不再明顯升高時(shí)停止發(fā)酵。

1.3.5醋酸發(fā)酵。

調(diào)整“1.3.4”中果酒發(fā)酵液的酒精含量，分裝于500 ml錐形瓶中（裝液量為100 ml），80 ℃水浴中滅菌10 min，按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案接入果醋菌（菌液含菌數(shù)為2×107 CFU/ml），在恒溫振蕩培養(yǎng)箱中150 r/min，32 ℃進(jìn)行醋酸發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵結(jié)束后測(cè)定發(fā)酵液中總酸含量（按醋酸含量計(jì)）。

1.3.6滅菌離心。

將醋酸發(fā)酵后的發(fā)酵液置于沸水浴中10 min滅菌，冷卻后離心，得蘋果醋粗品。

1.3.7調(diào)制 。

將蘋果醋粗品與蘆薈原汁、果葡糖漿、檸檬酸按各種配比進(jìn)行調(diào)制、混勻，得蘆薈蘋果醋飲料。

1.3.8罐裝、滅菌、成品。

將調(diào)制好的蘆薈蘋果醋飲料裝入罐內(nèi)，壓蓋封口后，放入滅菌鍋中，100 ℃水溫下滅菌15 min，冷卻至室溫即得成品。

1.4試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.4.1蘋果汁酒精發(fā)酵最佳時(shí)間的確定。

蘋果汁經(jīng)酵母菌發(fā)酵，其中的糖類物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化成乙醇，定時(shí)測(cè)定其中的乙醇含量，將乙醇含量不再明顯變化的時(shí)間確定為蘋果汁酒精發(fā)酵的最佳時(shí)間。

1.4.2醋酸發(fā)酵工藝條件的確定。

在前期單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，選取酒精發(fā)酵后發(fā)酵液中酒精含量、果醋菌接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素，按照表1進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，以試驗(yàn)終止時(shí)發(fā)酵液中所產(chǎn)生的總酸量（以醋酸計(jì)）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用極差分析法確定最優(yōu)醋酸發(fā)酵工藝條件。

1.4.3蘆薈蘋果醋功能飲料的最佳配方工藝的確定。

蘋果醋、蘆薈汁、果葡糖漿、檸檬酸添加量的多少直接影響飲料的口感和風(fēng)味，只有合理的配方和調(diào)配工藝才能使蘆薈汁天然飲品有良好的風(fēng)味。綜合單因素試驗(yàn)的結(jié)果，每因素設(shè)3水平（表2），選用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表進(jìn)行試驗(yàn)，確定四者之間的最佳配比，優(yōu)化蘆薈蘋果醋功能飲料的配方，使調(diào)制成的果醋飲料既無(wú)刺激性的醋酸味，又無(wú)較濃的蘆薈味，具有柔和的復(fù)合香味。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

1.5指標(biāo)測(cè)定

總酸量（以醋酸計(jì)，g/L）：酸堿滴定法[7]；

酒精度（V/V）的測(cè)定：采用蒸餾后酒精度計(jì)測(cè)定法[8]；

pH：酸度計(jì)測(cè)定；

還原糖含量：DNS比色法；

感官評(píng)定：依據(jù)產(chǎn)品口感、狀態(tài)、色澤、香氣等感官綜合評(píng)定，采用百分制計(jì)分，感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表3。

較好，酸甜較適度，酸味柔和較細(xì)膩，口味相對(duì)較淡，無(wú)明顯異味30～35

差，酸甜比例一般，味淡、有較濃的蘆薈澀味<30

狀態(tài)澄清透明、靜置無(wú)沉淀、搖動(dòng)無(wú)懸浮物20～25

（25分）澄清較透明、靜置有些許沉淀、搖動(dòng)有輕微懸浮物15～20

澄清度差，渾濁狀，有明顯懸浮物<15

色澤淡綠色或黃綠色，光澤度好15～20

（20分）棕黃色，有一定的光澤度10～15

黃褐色、較暗，光澤度較差<10

香氣（15分）香氣醇正，有蘆薈的清香和蘋果的果香以及復(fù)合果醋的復(fù)合醋香10～15

香氣相對(duì)醇正，蘆薈清香味較淡，果醋的醋香有些許刺鼻5～10

香氣較差，有明顯的刺激性氣味，幾乎聞不到蘆薈的清香味<5

2結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵時(shí)間對(duì)蘋果汁酒精發(fā)酵的影響

對(duì)蘋果汁進(jìn)行持續(xù)96 h酒精發(fā)酵培養(yǎng)，從第2天起每隔12 h測(cè)定發(fā)酵蘋果汁的酒精度，其變化情況見圖3。從圖3中可以看出，酒精發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌逐漸將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，此過(guò)程中酒精度逐漸上升，酒精發(fā)酵48 h后酒精度上升最快，72 h后酒精度上升趨于平緩。

2.2醋酸發(fā)酵工藝條件正交試驗(yàn)結(jié)果

按4因素3水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，安排了9個(gè)處理組合進(jìn)行醋酸發(fā)酵（每個(gè)處理3個(gè)平行樣），測(cè)定的各處理的醋酸產(chǎn)量與極差分析結(jié)果見表4。由表4可知，發(fā)酵工藝條件中影響醋酸發(fā)酵總酸量的主次因素排序依次為A、B、C、D，即初始酒精含量是影響醋酸發(fā)酵總酸產(chǎn)量的主要因素，酒精是醋酸菌繁殖代謝的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在酒精含量7%時(shí)醋酸菌的生長(zhǎng)和代謝較旺盛，醋酸發(fā)酵總酸產(chǎn)量較大；其次是醋酸菌接種量，接種量的多少會(huì)影響醋酸菌的發(fā)酵周期，適當(dāng)增加醋酸菌的添加量，可以縮短醋酸發(fā)酵周期，并減少了雜菌污染的機(jī)會(huì)；再次是發(fā)酵溫度，發(fā)酵溫度過(guò)低不利于醋酸菌的生長(zhǎng)，產(chǎn)酸也低。醋酸發(fā)酵溫度過(guò)高會(huì)造成部分乙酸被氧化，菌體老化加快，導(dǎo)致發(fā)酵液總酸含量下降；最后是發(fā)酵時(shí)間的影響，在接種量足夠的情況下，醋酸發(fā)酵迅速，時(shí)間影響較小。根據(jù)醋酸發(fā)酵正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果可知，利用帝伯仕果醋菌發(fā)酵蘋果汁產(chǎn)酸的最佳條件為A3B3C2D3，即酒精度為7.0%（V/V）、接種量為15%（V/V）、發(fā)酵溫度為30 ℃、發(fā)酵時(shí)間為7 d。以此組合開展驗(yàn)證試驗(yàn)，獲得的蘋果醋的醋酸含量為4.88 g/L，故以此作為后續(xù)試驗(yàn)蘋果醋的發(fā)酵條件。方差分析顯示，因素A（酒精含量）各水平對(duì)總酸產(chǎn)量的影響達(dá)到非常顯著水平（FA=7.409>F0.05=5.143），因素B（接種量）各水平對(duì)總酸產(chǎn)量具有一定影響，但未達(dá)到顯著水平（F0.1=3.463>FB=1.793>F0.25=1.762），說(shuō)明初始酒精含量是帝伯仕果醋菌發(fā)酵蘋果汁產(chǎn)酸的主要因素，該試驗(yàn)中7.0%的初始酒精含量為果醋菌發(fā)酵產(chǎn)酸的最佳酒精添加量。FC=0.204 3，F(xiàn)D=0.110 2，F(xiàn)誤差=0.110 2，F(xiàn)修正誤差=0.141 6。

2.3蘆薈蘋果醋功能飲料的最佳配方工藝條件正交試驗(yàn)結(jié)果

按照“1.4.3”的設(shè)計(jì)方案，得到蘆薈蘋果醋功能飲料配方工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果（表5）。從表5可以看出，7號(hào)試驗(yàn)調(diào)制成的蘆薈蘋果醋飲料綜合得分92.5分，為最高，具有蘋果醋和蘆薈汁復(fù)合醋香味、酸甜適宜。通過(guò)極差分析可以看出，影響感官評(píng)分的因素排列順序?yàn)镕、E、H、G，從正交試驗(yàn)的極差分析結(jié)果得出最佳配方工藝為E3F1G3H2，即蘋果醋添加量70%（醋酸發(fā)酵最佳發(fā)酵條件A3B3C2D3下所得蘋果醋）、蘆薈汁添加量20%、果葡糖漿16%、檸檬酸0.10%，上述百分比除檸檬酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，其余均為體積分?jǐn)?shù)。按此配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的蘆薈蘋果醋功能飲料的綜合評(píng)分為95.7分。

方差分析顯示，E（蘋果醋添加量）和F（蘆薈汁添加量）2個(gè)因素各水平對(duì)蘆薈蘋果醋功能飲料的綜合評(píng)分影響較大。其中F（蘆薈汁添加量）的影響達(dá)到了非常顯著的水平（F>F0.01），添加量大蘆薈味較濃、味道不柔和，添加量小醋味太濃、聞不到蘆薈的清香；E（蘋果醋添加量）的影響也達(dá)到了顯著的水平（F>F0.1），說(shuō)明蘋果醋和蘆薈汁的添加量為感官評(píng)分的主要影響因素，它們添加量的不同對(duì)蘆薈蘋果醋功能飲料口感影響比較大。

2.4蘆薈蘋果醋成品質(zhì)量

2.4.1感官指標(biāo)。

色澤：蘆薈蘋果醋產(chǎn)品呈淺綠色或黃綠色，光澤度好。

香氣：蘆薈蘋果醋具有蘆薈和蘋果醋的復(fù)合香味，香氣醇正。

口感：甜酸爽口，酸味柔和細(xì)膩，清香綿長(zhǎng)醇厚，口感滑潤(rùn)豐實(shí)，無(wú)苦澀等異味。

狀態(tài)：外觀穩(wěn)定，澄清透明，無(wú)懸浮物及沉淀物。

2.4.2微生物指標(biāo)。

細(xì)菌總數(shù)≤10 000 個(gè)/ml，大腸菌群≤40 個(gè)/ml，致病菌不得檢出。

3討論

南京中醫(yī)藥大學(xué)2002年對(duì)庫(kù)拉索蘆薈制作的飲料進(jìn)行了藥理毒理試驗(yàn)（LD50、蓄積毒性、最大耐受量），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠生長(zhǎng)狀況均顯示正常，對(duì)小鼠解剖觀察，其臟器無(wú)不良病變。說(shuō)明庫(kù)拉索蘆薈飲料安全無(wú)毒、無(wú)副作用，可以放心飲用[9]。

該研究選用的果葡糖漿，對(duì)果醋飲料色、香、味的調(diào)制均優(yōu)于蔗糖。在蘆薈蘋果醋飲料中加入甘薯果葡糖漿，還可避免因食用蔗糖而引起的血管硬化、身體發(fā)胖等。

蘆薈原汁本身味道較苦澀，選用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）與β環(huán)狀糊精，吸附和包埋苦味物質(zhì)（蘆薈寧、蘆薈苦素等），蘆薈所含總黃酮和總蒽醌類有機(jī)物損失小。將脫苦脫澀的新鮮蘆薈汁加入到蘋果醋中，調(diào)制成的蘆薈蘋果醋功能飲料酸味柔和細(xì)膩，清香綿長(zhǎng)。

2003年南昌大學(xué)朱志懷采用向添加了一定糖分的蘆薈汁中接種酵母菌進(jìn)行發(fā)酵的方法生產(chǎn)低酵度的飲料，得到的產(chǎn)品具有或濃或淡的臭味，口感不適，失去了蘆薈的清爽幽香味。該研究將新鮮蘆薈汁添加到發(fā)酵好的蘋果醋中，通過(guò)調(diào)制得到口感醇正的功能果醋飲料[10]。

由于蘆薈葉中富含果膠質(zhì)和其他植化成分，為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，可加入羧甲基纖維素鈉與海藻酸鈉進(jìn)行小試，確定最佳添加量，使得蘆薈蘋果醋的成品具有較好的穩(wěn)定性、流動(dòng)性、透明度[11]。

蘆薈蘋果醋作為一種新型保健品，其有效成分含量需進(jìn)一步進(jìn)行定量分析。

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