廖曉峰,于榮

(1.東華理工大學(xué) 化學(xué)與生物材料學(xué)院，南昌 330038；2.東華理工大學(xué)水資源與環(huán)境工程學(xué)院，南昌 330038)

果蔬醋飲料不僅能夠軟化血管，而且還具有開(kāi)胃降壓、促進(jìn)排泄、增進(jìn)食欲、富含營(yíng)養(yǎng)等功效[1，2]。江西廣昌縣種植的太空蓮藕是經(jīng)過(guò)太空育種的，品質(zhì)優(yōu)良，富含淀粉、糖類(lèi)及多種維生素和微量元素，所釀造而成的蓮藕醋比一般食醋富含更多的多糖、酯類(lèi)及酸類(lèi)物質(zhì)。所以，以廣昌太空蓮藕為原料制作食醋或醋類(lèi)飲料具有很好的優(yōu)勢(shì)。

1 概述

1.1 蓮藕簡(jiǎn)介

蓮藕，又名“玉節(jié)”,雙子葉植物綱，睡蓮科植物，又稱(chēng)“荷”。蓮藕原產(chǎn)于亞洲南部，屬多年生水生草本。根莖最初細(xì)瘦如指，稱(chēng)為密(蓮鞭)。密上有節(jié)，節(jié)再生密。節(jié)向下生須根，向上抽葉和花梗，夏秋生長(zhǎng)末期，蓮鞭先端數(shù)節(jié)入土后膨大成藕，可供翌春萌生新株之用。夏季開(kāi)花，叫“荷花”，淡紅色或白色，大型，單瓣或重瓣?；ㄖx后花托膨大，形成蓮蓬，內(nèi)生多數(shù)堅(jiān)果，叫“蓮子”。性喜溫暖濕潤(rùn)。

1.2 蓮藕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與應(yīng)用

蓮藕營(yíng)養(yǎng)豐富，用途廣泛，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、鈣、鐵、鋅等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及水溶性維生素。蓮藕含有豐富的維生素C和食物纖維，對(duì)于慢性肝病、便秘、糖尿病等患者都十分有益。

藕中含有豐富的維生素K，具有收縮血管和止血的作用，這是其他蔬菜沒(méi)有的。

1.3 蓮藕醋的制作工藝——生料制法[3-5]

生料制醋是把生產(chǎn)醋使用的淀粉原料粉碎均質(zhì)后加熱蒸煮，按一定比例加入黑曲霉麩曲、酒精酵母液、水后經(jīng)糖化，酒化而得到酒精發(fā)酵醪液，再加輔料進(jìn)行醋酸發(fā)酵制醋的工藝。與熟料制醋工藝相比，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，節(jié)約能源，技術(shù)易掌握，產(chǎn)品質(zhì)量好。

由于蓮藕本身含有大量淀粉和纖維素，因此不用添加過(guò)多其他原料和麩曲進(jìn)行糖化反應(yīng)。麩曲通過(guò)不同配料的配制，篩選出能產(chǎn)生多糖較多的一種，再與酵母液混合進(jìn)行酒精化反應(yīng)。按主料比例1 kg加麩皮20%、麩曲50%、酵母曲10%，一起倒入陶缸(內(nèi)壁耐酸)。通過(guò)短期發(fā)酵后將料攪拌均勻，再用塑料布蓋嚴(yán)，過(guò)1～2天后每天翻拌幾次并通氣。經(jīng)過(guò)30天發(fā)酵后，有醋酸生成，可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行過(guò)濾檢測(cè)，后期對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行深加工可增加產(chǎn)品質(zhì)量。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

2.1.1 供試樣品

太空蓮藕、薯干、稻糠、麩皮：來(lái)源于江西廣昌縣市場(chǎng)；實(shí)驗(yàn)用菌為酵母菌。

2.1.2 供試藥品

酚酞；鄰苯二甲酸氫鉀；斐林試劑；氫氧化鈉(分析純)；0.1%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液；酒石酸鉀鈉(分析純)；亞鐵氰化鉀(分析純)。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

UV22102 PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器廠；BS212S型電子天平(d=0.0001 g) 北京雷利分析儀器廠；HH-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

本實(shí)驗(yàn)以普通生料制醋方法為標(biāo)準(zhǔn)，將蓮藕原料進(jìn)行粉碎后，配合3種不同比例的麩曲，篩選出糖化反應(yīng)最好的一組與蓮藕作用，之后和酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵作用24～26 h。在室溫25～30 ℃下，通過(guò)攪拌原料等工藝流程，發(fā)酵7天后糖化及酒精發(fā)酵階段基本完成，加入稻殼、麩皮拌勻進(jìn)行后期固態(tài)發(fā)酵。之后加鹽進(jìn)入后熟期，各種酯、酚等香味物質(zhì)形成，產(chǎn)品呈現(xiàn)雛形，此時(shí)可對(duì)產(chǎn)品總酸及香氣類(lèi)物質(zhì)的含量進(jìn)行測(cè)定并與國(guó)標(biāo)進(jìn)行比對(duì)研究。

2.2.2 實(shí)驗(yàn)流程

蓮藕醋制作流程見(jiàn)圖1。

圖1 蓮藕醋制作流程Fig.1 Production process of lotus root vinegar

2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.3.1 麩曲的制備

取3個(gè)500 mL三角瓶，洗凈，烘干，塞上滅菌棉塞并編號(hào)，在140～150 ℃干熱滅菌1 h后備用。

將所用各種原料按不同比例混合為配料A：麩皮50%、蓮藕20%、大米30%；配料B：麩皮40%、蓮藕20%、大米10%、薯干20%；配料C：麩皮40%、薯干20%、大米10%、玉米20%。

每1 kg原料加水0.8～1 kg，放入容器中，在蒸汽滅菌器中，蒸煮20 min，取出冷卻并粉碎，去除被水浸濕的原料。

將蒸好的原料分裝于已滅菌的三角瓶中，裝料厚度為0.3 cm左右，加壓(0.1 MPa)滅菌15～20 min，再冷卻至35 ℃以下。旋轉(zhuǎn)搖動(dòng)瓶，使凝結(jié)水被原料吸收。將滅菌完畢的瓶移入無(wú)菌箱內(nèi)，每1只瓶子接入2～3針黑曲霉孢子。接種完后，將瓶移出無(wú)菌箱，充分搖勻。

接種后三角瓶，放于32 ℃的培養(yǎng)箱中，恒溫培養(yǎng)，每12 h左右搖瓶1次，使瓶壁附著的凝結(jié)水為麩皮吸收，搖瓶后將麩皮攤平。再經(jīng)6～10 h，菌絲蔓延生長(zhǎng)，待麩皮剛剛連成餅時(shí)即可進(jìn)行扣瓶?？燮繒r(shí)要將瓶輕輕震動(dòng)倒放，使成餅的材料脫離瓶底懸起來(lái)，便于曲餅底部生長(zhǎng)菌絲，并防止凝結(jié)水浸漬原料?？燮亢笠獙⑵康狗牛^續(xù)保持溫度32 ℃左右。

接種后72 h左右，曲菌已發(fā)育成熟，取出曲餅，放進(jìn)已滅菌的紙袋內(nèi)，35 ℃下真空干燥，使水分降到10%以下，然后低溫干燥保存。

2.3.2 3份麩曲的糖化效果

2.3.2.1 前處理

稱(chēng)取5 g固體曲，置于燒杯中，加入90 mL水和10 mL pH為4.6的緩沖液，搖勻，于30 ℃水浴鍋保溫1 h并每15 min翻料1次，之后過(guò)濾，得到5%固體曲泌出液。取5 mL固體曲泌出液，與25 mL 2%可溶性淀粉溶液置于50 mL容量瓶中(淀粉溶液要先加入容量瓶并在30 ℃水浴中預(yù)熱10 min)，在30 ℃水浴中保溫1 h，加入0.1 mol/L NaOH溶液15 mL，終止酶解反應(yīng)。冷卻至室溫，用水定容至刻度。同時(shí)制作空白液。

2.3.2.2 測(cè)定

空白液測(cè)定：吸取斐林試劑甲、乙液各5 mL，置入錐形瓶中，加空白液5 mL，加熱至沸，立即用0.1%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液滴定至藍(lán)色消失。

糖化液測(cè)定：準(zhǔn)確吸取5 mL糖化液代替5 mL空白液，其余操作同上。

糖化酶活力=c(V0-V)×50/(5)×100/(5)/m×1000。

式中：c 為糖化液濃度，mol/L；V0為5 mL空白液消耗0.1%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的體積，mL；V為5 mL糖化液消耗0.1%標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液的體積，mL；50/(5)為5 mL糖化液換算成50 mL糖化液中的糖量，g；100/(5)為5 mL泌出液換算成50 mL泌出液中的糖量，g；m為固體曲樣品質(zhì)量，50 g。不同配料麩曲葡萄糖消耗量見(jiàn)表1。

表1 不同配料麩曲葡萄糖消耗量Table 1 The consumption of glucose in different mouldy brans

表2 不同麩曲糖化酶活力Table 2 The saccharifying enzymic activity of different mouldy brans

由表2可知，配料B糖化酶活力指數(shù)相比其他2種要高，適合制造食醋。

2.3.3 糖化、酒精發(fā)酵

先將蓮藕、麩皮、稻殼加水拌勻，常壓蒸料1 h，燜0.5 h。加壓蒸料0.25 MPa，30 min。燜熟后，冷卻到35～38 ℃，裝入小陶缸中，加入配料B麩曲50%，酵母10%拌勻，再加入2.5～3倍的水，蓋嚴(yán)進(jìn)行糖化和酒精發(fā)酵。淀粉質(zhì)原料在淀粉酶的作用下進(jìn)行糖化，同時(shí)，酵母作用下糖進(jìn)行酒精發(fā)酵。一般在醪液發(fā)酵到24～26 h后，把浮在發(fā)酵醪表層上的曲料翻倒1次，待醪液發(fā)酵后，每日打耙2次，上午1次，下午1次，使溫度上下一致，發(fā)酵均勻，并且排出CO2氣體。酒精發(fā)酵進(jìn)入主發(fā)酵期，表層出現(xiàn)一層氣泡，大小不一，醪液上下自然翻滾，一般發(fā)酵7天后，醪液開(kāi)始浮沉，說(shuō)明發(fā)酵結(jié)束。發(fā)酵溫度控制在30～35 ℃，室溫25～30 ℃。酒精發(fā)酵各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 酒精發(fā)酵各項(xiàng)指標(biāo)Table 3 Alcohol fermentation indicators

2.3.4 后期固態(tài)發(fā)酵

糖化及酒精發(fā)酵階段基本完成以后，進(jìn)入醋酸發(fā)酵階段，加入稻殼、麩皮拌勻，在陶缸中蓋嚴(yán)，燜24 h，溫度達(dá)到30 ℃以后，每日翻倒2次，并將醋醅堆成中間高、四周低的“凸”形，有利于升溫。前7天，品溫在40 ℃左右，以控制醅溫穩(wěn)步上升，到第9天，品溫可升到45 ℃，在此高溫下可產(chǎn)生各種有機(jī)酸，對(duì)提高食醋的質(zhì)量是十分重要的。醋醅發(fā)酵后期應(yīng)特別注意溫度，此時(shí)加強(qiáng)化驗(yàn)，醋醅堆的高度逐漸降低，當(dāng)酸度不再上升時(shí)，醋酸發(fā)酵結(jié)束，應(yīng)立即加鹽，以防止過(guò)氧化的發(fā)生，加鹽后翻勻，將醋醅挖成“凹”形，有利于溫度的降低。

加鹽后進(jìn)入后熟期，品溫逐漸下降，酸度不再升高，此時(shí)由于各種酯、酚等香味物質(zhì)的形成，減少了酸的刺激性，產(chǎn)品質(zhì)量提升。

靜置8～10 h后，進(jìn)行3～4次過(guò)濾，得到蓮藕醋產(chǎn)品。

2.4 蓮藕醋中成分的分析檢測(cè)[6,7]

2.4.1 總酸檢驗(yàn)的測(cè)定(以醋酸計(jì))

蓮藕醋中的酸主要是醋酸，以酚酞為指示劑，用0.05 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定, 可測(cè)出酸總量，結(jié)果按乙酸計(jì)算。

試劑：標(biāo)定好的氫氧化鈉溶液；鄰苯二甲酸氫鉀；0.2%乙醇酚酞液。

2.4.2 不揮發(fā)酸檢驗(yàn)的測(cè)定(以乳酸計(jì))

將醋樣品進(jìn)行蒸餾分離出待測(cè)溶液，再用0.05 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)出乳酸含量。

試劑：標(biāo)定好的氫氧化鈉溶液；1%酚酞指示劑(稱(chēng)取1 g酚酞，融入100 mL 95% 乙醇中)。

2.4.3 可溶性無(wú)鹽固形物檢驗(yàn)的測(cè)定

干燥、稱(chēng)量樣品，通過(guò)對(duì)2次稱(chēng)量的差進(jìn)行可溶性無(wú)鹽固形物總含量的計(jì)算。再通過(guò)檢測(cè)氯化鈉的含量，用可溶性無(wú)鹽固形物總含量減去氯化鈉含量便得可溶性無(wú)鹽固形物。

2.4.4 多糖成分檢驗(yàn)的測(cè)定(以葡萄糖計(jì))

采用斐林試劑滴定法測(cè)定還原糖, 根據(jù)部分文獻(xiàn)記載進(jìn)行改良濃度后新配制的斐林試劑對(duì)樣品進(jìn)行滴定，檢測(cè)多糖含量。

2.4.5 揮發(fā)性香氣成分檢驗(yàn)

食醋中的香氣成分是決定其品質(zhì)的重要因子之一，研究食醋的香氣成分及特征香氣成分，對(duì)于其質(zhì)量判斷具有重要的意義。提取方法采用頂空法，頂空法是一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法，但富集效果不好，其方法靈敏度較低，它包括靜態(tài)頂空法和動(dòng)態(tài)頂空法，靜態(tài)頂空法是將樣品置于密閉樣品瓶中，當(dāng)樣品和頂空之間達(dá)到平衡后，開(kāi)始進(jìn)行進(jìn)樣分析，此法樣品制備簡(jiǎn)單，但常用于含揮發(fā)物多或揮發(fā)性高的樣品的分析；動(dòng)態(tài)頂空法是用惰性氣體經(jīng)過(guò)熱的恒溫樣品中將揮發(fā)成分分離帶走，再用低溫捕集器收集這些揮發(fā)成分，然后進(jìn)行檢測(cè)分析。

2.5 蓮藕醋中總酸檢測(cè)操作方法

2.5.1 NaOH溶液的標(biāo)定

配制0.05 mol/L NaOH溶液, 準(zhǔn)確稱(chēng)取0.4～0.6 g鄰苯二甲酸氫鉀3份，分別置于250 mL錐形瓶中，加水50 mL溶解后，滴加酚酞指示劑1～2滴，用NaOH 溶液滴定至溶液呈微紅色，30 s內(nèi)不褪色，即為滴定終點(diǎn)，平行測(cè)定3份。

2.5.2 蓮藕醋中總酸的測(cè)定

準(zhǔn)確移取10.00 mL稀釋后的醋樣品于250 mL錐形瓶中，加入1～2滴酚酞指示劑，10～15 mL 純凈水，搖勻，用已標(biāo)定的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈微紅色，30 s內(nèi)不褪色，即為終點(diǎn)。平行測(cè)定3份，計(jì)算食醋中醋酸含量(g/dL)。

2.5.3 蓮藕醋中不揮發(fā)酸的檢測(cè)

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18187-2000《釀造食醋》，規(guī)定不揮發(fā)酸(以乳酸計(jì))≥0.05 g/dL，針對(duì)這個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

NaOH溶液的標(biāo)定：配制、標(biāo)定方法依照總酸方法。

吸取2.00 mL醋樣品移入蒸餾裝置蒸餾管中并加入8 mL水搖勻，蒸餾管插入裝有適量水的蒸餾瓶中，連接蒸餾器和冷凝器，將冷凝管下端導(dǎo)管插入有10 mL水的錐形瓶液面下，加熱燒瓶中水沸騰2 min后，關(guān)閉排氣孔開(kāi)始蒸餾。餾出液至180 mL時(shí)，停止蒸餾，將殘余液倒入燒杯中。經(jīng)過(guò)清洗蒸餾管及補(bǔ)加水，燒杯中溶液總量約110 mL，將燒杯置于酸度計(jì)的托盤(pán)上，開(kāi)啟磁力攪拌并用0.05 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗毫升數(shù)。蓮藕醋中總酸及不揮發(fā)酸測(cè)定見(jiàn)表4。

表4 蓮藕醋中總酸及不揮發(fā)酸測(cè)定Table 4 Determination of total acid and non-volatile acid in lotus root vinegar g/dL

2.5.4 蓮藕醋中多糖的檢測(cè)

采用改良成分濃度的斐林試劑，對(duì)產(chǎn)品中多糖成分進(jìn)行滴定檢驗(yàn)，見(jiàn)表5。還原糖(以葡萄糖計(jì))測(cè)定見(jiàn)表6。

表5 斐林試劑配方Table 5 Phillin's reagent recipe mol/L

表6 還原糖(以葡萄糖計(jì))測(cè)定Table 6 Determination of reducing sugar (counted by glucose) g/dL

2.5.5 蓮藕醋中可溶性無(wú)鹽固形物的檢測(cè)

2.5.5.1 可溶性無(wú)鹽固形物總量

吸取樣品2.00 mL置于已恒重的稱(chēng)量瓶中，移入電熱恒溫干燥箱(103±2) ℃中，4 h后移入干燥器內(nèi)。取出冷卻至室溫后稱(chēng)量。通過(guò)可溶性無(wú)鹽固形物總量與瓶總重減去瓶重量，可得可溶性無(wú)鹽固形物總量。

2.5.5.2 氯化鈉測(cè)定

吸取2.00 mL樣品置于錐形瓶中，加100 mL水及1 mL鉻酸鉀溶液，用0.1 mol/L硝酸銀溶液滴定。

可溶性無(wú)鹽固形物量(g/dL)=可溶性無(wú)鹽固形物總量(g/dL)-氯化鈉含量(g/dL)=2.7 g/dL-1.1 g/dL=1.6 g/dL。

2.5.6 蓮藕醋中香氣成分的檢測(cè)[8-10]

采用頂空固相微萃取與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用，分析蓮藕醋中部分酯類(lèi)物質(zhì)含量。蓮藕醋中部分酯類(lèi)物質(zhì)含量見(jiàn)表7。

表7 蓮藕醋中部分酯類(lèi)物質(zhì)含量Table 7 The content of some esters in lotus root vinegar mg/L

2.6 檢測(cè)結(jié)果

蓮藕醋中各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表8～表10。

表8 蓮藕醋產(chǎn)品與國(guó)標(biāo)對(duì)比Table 8 Comparison of lotus root vinegar products with national standard g/dL

表9 蓮藕醋中多糖和酯類(lèi)含量與工業(yè)釀醋對(duì)比Table 9 The content of polysaccharides and esters in lotus root vinegar compared with that of industrial vinegar mg/L

表10 蓮藕醋產(chǎn)品感官指標(biāo)Table 10 Sensory indexes of lotus root vinegar products

3 結(jié)論

通過(guò)不同配料制作麩曲及篩選，最適合進(jìn)行糖化反應(yīng)的為配料B(麩皮40%、蓮藕20%、大米10%、薯干20%)，通過(guò)生料制醋方法，發(fā)酵溫度控制在30～35 ℃，溫度過(guò)高，麩曲糖化和酒精發(fā)酵會(huì)降低，進(jìn)入后期發(fā)酵加入適量鹽可減少刺激性，通過(guò)改善淋醋、過(guò)濾環(huán)節(jié)可提高產(chǎn)品質(zhì)量。與傳統(tǒng)制醋完全采用淀粉原料相比，酯類(lèi)與多糖明顯提高，理化指標(biāo)比較符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以改進(jìn)生產(chǎn)步驟進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)。

蓮藕不僅富含各種維生素，還含有一定量的多糖及保健成分，蓮藕醋為醋類(lèi)制品開(kāi)辟了新的道路，增加了食醋的花色種類(lèi)，為廣昌太空蓮藕利用開(kāi)發(fā)提供了新途徑。