蔣予箭，黃炳文，李 婷

補(bǔ)料發(fā)酵法生產(chǎn)玫瑰醋工藝優(yōu)化及風(fēng)味分析

蔣予箭，黃炳文，李 婷

（浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，杭州 310018）

為了提高傳統(tǒng)玫瑰醋的生產(chǎn)效率，以裝料量為500 kg的陶缸作發(fā)酵容器，在自然發(fā)酵條件下，分別在1.5、2.5、3.5 g/100 mL的初始酸度進(jìn)行補(bǔ)料，補(bǔ)料體積比（原醋液：黃酒醪）設(shè)置為2:1和1:1兩種情況，完成玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵工藝的研究。結(jié)果表明：在初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)加等體積酒醪，發(fā)酵過(guò)程酸度最高上升到（5.59±0.27）g/100 mL（對(duì)照組為（5.19±0.23）g/100 mL），醋酸發(fā)酵周期從90 d縮短至78 d；非揮發(fā)性有機(jī)酸積累量達(dá)（27.15±1.11）mg/mL（對(duì)照組為（24.57±0.69）mg/mL），樣品酸甜適口，酸味柔和；補(bǔ)料成品色率達(dá)到1.8×105（對(duì)照組色率為1.9×105），色澤接近傳統(tǒng)玫瑰醋。該工藝的完成對(duì)玫瑰醋生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)量、提高效率有積極意義。

發(fā)酵；風(fēng)味；優(yōu)化；玫瑰醋；補(bǔ)料；有機(jī)酸；色率

0 引 言

浙江玫瑰醋利用自然界中的霉菌、酵母菌、細(xì)菌等野生菌株，采用表面靜置發(fā)酵法制成，產(chǎn)品具有色澤艷如玫瑰，酸味柔和綿長(zhǎng)，鮮而微甜，營(yíng)養(yǎng)豐富，醋香純正的呈味特點(diǎn)[1-2]。但是其生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小，由于采用天然接種發(fā)酵的工藝，在搭窩、翻缸操作中以手工操作為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，浙江省玫瑰醋年總產(chǎn)量不到6萬(wàn)t，玫瑰醋的產(chǎn)量達(dá)不到日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求[3]。

補(bǔ)料發(fā)酵（fed-batch fermentation）指在分批發(fā)酵時(shí)，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減少菌種老化和變異，有利于終產(chǎn)物的含量提高和產(chǎn)物的分離[4-5]。Bae等[6]在補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程中，選擇合適的加料時(shí)間、加料速率和培養(yǎng)基濃度對(duì)獲得最佳的細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)細(xì)菌纖維素率具有重要意義。張陽(yáng)等[7]采用亞甲基藍(lán)還原法研究了酒精分批發(fā)酵過(guò)程中酵母活力，于分批發(fā)酵（初糖240 g/L）主發(fā)酵期10 h左右進(jìn)行酒精分批補(bǔ)料發(fā)酵，此時(shí)補(bǔ)料發(fā)酵效果最好，乙醇質(zhì)量濃度（152.28±2.37）g/L、乙醇產(chǎn)率（2.46±0.04）g/(L·h)和總糖發(fā)酵效率89.84%均達(dá)到最高值。Sulhee 等[8]優(yōu)化了洋蔥醋的補(bǔ)料發(fā)酵條件，在中試發(fā)酵罐中洋蔥醋的最大酸度在48 h達(dá)到4.6%，發(fā)酵速度比一般標(biāo)準(zhǔn)快5倍，縮短了發(fā)酵時(shí)間，使洋蔥醋的生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)。熊賢平等[9]確定須采用分割體積補(bǔ)料發(fā)酵方式才能獲得總酸≥7.0 g/100 mL飲料用蘋果醋，且其最佳分割體積補(bǔ)料方案為補(bǔ)料發(fā)酵果酒酒精度為10.0%(體積分?jǐn)?shù))、分割體積比25%。從玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵途徑上分析，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)補(bǔ)加飯（淀粉）、補(bǔ)加糖或補(bǔ)加酒精都可以完成補(bǔ)料發(fā)酵，但是補(bǔ)加酒醪環(huán)節(jié)更接近反應(yīng)的終點(diǎn)，所以通過(guò)補(bǔ)加酒醪是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)產(chǎn)增效的最簡(jiǎn)捷途徑。將補(bǔ)料發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用到玫瑰醋生產(chǎn)中，在提高玫瑰醋生產(chǎn)效率的同時(shí)還能增加產(chǎn)量，在以往的文獻(xiàn)中還未見(jiàn)這方面的報(bào)道。本論文結(jié)合補(bǔ)料時(shí)機(jī)、補(bǔ)料量及補(bǔ)料發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味等因素，對(duì)玫瑰醋的補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程及產(chǎn)品色香味展開(kāi)研究，以期為浙江玫瑰醋的生產(chǎn)突破季節(jié)限制，擴(kuò)大產(chǎn)量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

晚秈米：碳水化合物75%左右，蛋白質(zhì)7%～8%，脂肪1.3%～1. 8%，產(chǎn)地安徽。黃酒醪：由機(jī)械化大罐生產(chǎn)的黃酒發(fā)酵醪，酒精度14%～16%（體積分?jǐn)?shù)），糖度5～8 g/100 mL，總酸0.2～0.3 g/100 mL。氫氧化鈉，葡萄糖，硫酸銅，氯化鈉，磷酸二氫銨，磷酸，均為分析純。有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)樣品：乳酸，丙酮酸，甲酸，乙酸，蘋果酸，琥珀酸，檸檬酸，酒石酸，-酮戊二酸，草酸（純度＞99%）；甲醇（色譜純）。

1.2 儀器與設(shè)備

721型可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海菁華科技儀器有限公司；TGL-16 臺(tái)式高速離心機(jī)：常州梅香儀器有限公司；AR-2140電子分析天平；PHS-3C型pH計(jì)：上海雷磁儀器廠；TGW16 臺(tái)式高速微量離心機(jī)：上海中科生物醫(yī)學(xué)高科技開(kāi)發(fā)有限公司；LC-2010AHT 高效液相色譜：日本島津儀器公司；3-16K SIGMA 高速冰凍離心機(jī)：德國(guó)SIGMA公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)工藝流程

圖1 玫瑰醋傳統(tǒng)及補(bǔ)料發(fā)酵工藝流程圖

1）以秈米為原料，常溫浸米7 d（隔天換水），常壓蒸飯（控制出飯率220%）；

2）米飯冷涼至35～40 ℃，每缸投入飯220 kg，搭窩，加草缸蓋，常溫（25～28 ℃）發(fā)花16 d；

3）發(fā)花結(jié)束時(shí)，按米：水(質(zhì)量比)=1：3沖缸放水，后續(xù)步驟用機(jī)械攪拌罐代替?zhèn)鹘y(tǒng)陶缸發(fā)酵，在第1周控制發(fā)酵液溫度為28～33 ℃，第2～12周控制發(fā)酵醪液溫度為33～37 ℃，后期控制溫度20～25 ℃；

4）當(dāng)酸度不再上升時(shí)，添加3%食鹽，用薄膜封缸，常溫后熟1個(gè)月。

1.3.2 不同補(bǔ)料點(diǎn)、不同補(bǔ)料量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

控制發(fā)酵條件溫度為29～33 ℃（玫瑰醋發(fā)酵以自然發(fā)酵為主，一般在5月5日至6月5日的季節(jié)投料，在有保溫和通風(fēng)條件的室內(nèi)進(jìn)行，模擬生產(chǎn)實(shí)際條件，溫度不設(shè)變量），補(bǔ)料后每隔6 d跟蹤測(cè)定酸度、還原糖、酒精度的變化。

試驗(yàn)分組如下：

1）對(duì)照組：按傳統(tǒng)玫瑰醋的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，無(wú)補(bǔ)料操作。

2）不同初始酸度下的補(bǔ)料發(fā)酵試驗(yàn)：初始酸度為1.5 g/mL（A組）、2.5 g/mL（B組）、3.5 g/mL（C組）。

3）不同補(bǔ)料量下的補(bǔ)料發(fā)酵試驗(yàn)：醋液和黃酒醪體積比為2:1（Ⅰ組）、1:1（Ⅱ組）。

1.3.3 還原糖、酒精度和酸度的測(cè)定

還原糖的測(cè)定：斐林試劑直接滴定法[10]；酒精度的測(cè)定：蒸餾法；總酸的測(cè)定：酸堿滴定的指示劑法。

1.3.4 乙醇氧化生成乙酸的反應(yīng)速度

乙醇氧化成乙酸是在乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的作用下完成的，是典型的的酶促反應(yīng)過(guò)程，其反應(yīng)速度可用米氏方程來(lái)表達(dá)

式中max是酶被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，[]為底物濃度，mol/L；K值稱為米氏常數(shù)。

1.3.5 酒精轉(zhuǎn)酸率的計(jì)算

1.3.6 色澤變化的測(cè)定

將樣品稀釋50%，以5 000 r/min下離心20 min，測(cè)定其在610 nm波長(zhǎng)下的吸光值610，平行測(cè)定3次，取平均值。根據(jù)公式（3）[11]計(jì)算其色率值表示顏色的深淺程度。

色率（EBC）=20

A

610

/0.076 （3）

1.3.7 玫瑰醋有機(jī)酸組分含量測(cè)定

1.3.8 感官分析方法

以食醋的色澤、透明度、酯香、醋香、焦香、酸味、甜味、鮮味、澀味這9個(gè)指標(biāo)對(duì)樣品打分，每個(gè)指標(biāo)的分值按感官刺激作用的強(qiáng)弱給出0~5分；評(píng)分人員（10人）評(píng)分前經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練，評(píng)分時(shí)單獨(dú)打分，最后取平均值，作出感官定量分析雷達(dá)圖[12]。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

采用Origin8.5和Excel進(jìn)行各指標(biāo)的數(shù)據(jù)處理，顯著性分析采用Spss 22.0進(jìn)行運(yùn)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同初始酸度對(duì)玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程的影響

分別在初始酸度達(dá)到1.5，2.5，3.5 g/100 mL時(shí)，分割250 kg的玫瑰醋發(fā)酵底料（經(jīng)過(guò)醋酸發(fā)酵18，36，54 d），補(bǔ)加250 kg酒醪進(jìn)行發(fā)酵，酒醪的溫度調(diào)節(jié)至29～33 ℃、酒精度稀釋成6%（體積比）[13]（見(jiàn)圖1），跟蹤還原糖、酒精度、酸度的變化。發(fā)酵過(guò)程曲線如圖2所示。

由圖1可知，在玫瑰醋生產(chǎn)的沖缸放水過(guò)程中，空氣會(huì)大量進(jìn)入發(fā)酵醪液中，這有利于酵母菌的繁殖；然后在沖缸放水后的最初幾天，醪液保持靜置（溫度不超過(guò)33 ℃不翻缸），醪液內(nèi)的糖分又在厭氧條件下被酵母快速發(fā)酵成酒精[14]。從圖2a、2b看出，這個(gè)過(guò)程中（第5～7天）還原糖含量直線下降、酒精度直線上升。在接下去的過(guò)程中，傳統(tǒng)玫瑰醋是一個(gè)天然的、多邊發(fā)酵的過(guò)程。從淀粉水解成葡萄糖的糖化作用，由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉木凭l(fā)酵，由乙醇氧化成乙酸的醋酸發(fā)酵這3個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行著，并保持一定的平衡。傳統(tǒng)的醋酸發(fā)酵周期長(zhǎng)達(dá)90 d，還原糖含量達(dá)到1.15 g/100 mL，而初始酸度為1.5 g/100 mL補(bǔ)料組于第54天結(jié)束醋酸發(fā)酵，還原糖質(zhì)量濃度達(dá)到1.22 g/100 mL；初始酸度為2.5 g/100 mL補(bǔ)料組于第78天完全結(jié)束醋酸發(fā)酵，還原糖質(zhì)量濃度達(dá)到1.36 g/100 mL。由此可認(rèn)為補(bǔ)料工藝可加快醋酸發(fā)酵，同時(shí)提高還原糖含量。

注：醋液：黃酒醪體積比為1:1。

國(guó)外研究補(bǔ)料發(fā)酵的關(guān)注點(diǎn)目前主要集中于氧氣供給、溫度調(diào)控及最佳補(bǔ)料比這3個(gè)方面[15-16]，而傳統(tǒng)玫瑰醋發(fā)酵過(guò)程與醋酸菌的深層發(fā)酵不同，是一種表面靜置條件下的天然發(fā)酵。為了防止這種天然發(fā)酵被雜菌污染，最關(guān)注的問(wèn)題是補(bǔ)料時(shí)機(jī)與補(bǔ)料量[17]。從圖2c看出，與傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)比，由于補(bǔ)料后醪液中糖分和酒精度的適當(dāng)提高，在一段時(shí)間內(nèi)醋酸發(fā)酵的速度比對(duì)照組明顯加快，在酸度達(dá)到2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)加等體積酒醪后，醪液中糖分、酒精度分別從0.525 g/100 mL、3.6%上升到3.587 g/100 mL、4.5%，根據(jù)米氏方程，當(dāng)酒精的濃度上升時(shí)，酒精酶促轉(zhuǎn)變成乙酸的反應(yīng)速度就變大。所以，從圖2c可觀察到初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)料的酸度曲線平均斜率0.168 g/(100 mL·d)比對(duì)照組的斜率0.063 g/(100 mL·d)大。

在建設(shè)少數(shù)民族幼兒音樂(lè)教育資源庫(kù)的過(guò)程中，一定要充分發(fā)掘民間音樂(lè)固有的特性，發(fā)揮音樂(lè)教師的帶動(dòng)作用，以教師為主體，使少數(shù)民族幼兒音樂(lè)教育更加有針對(duì)性，更加符合幼兒的學(xué)習(xí)需求。讓幼兒產(chǎn)生學(xué)習(xí)民族歌曲的濃厚興趣，提高學(xué)習(xí)民間音樂(lè)的動(dòng)力，更好地了解、學(xué)習(xí)民間音樂(lè)。

補(bǔ)料組（初始酸度2.5 g/100 mL），從42 ～66 d內(nèi)，酸度曲線的平均斜率為0.168 g/(100 mL·d)。對(duì)照組（傳統(tǒng)發(fā)酵組，不補(bǔ)料），從30～66 d內(nèi)，酸度曲線的斜率為0.063 g/(100 mL·d)。

由表1知，與對(duì)照比較，在初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)料，對(duì)玫瑰醋最終酸度有顯著提高，而初始酸度1.5和3.5 g/100 mL情況下進(jìn)行補(bǔ)料，玫瑰醋最終酸度無(wú)明顯差異甚至有所下降，但仍符合玫瑰醋酸度標(biāo)準(zhǔn)；且補(bǔ)料發(fā)酵對(duì)酒精轉(zhuǎn)酸率有較為明顯的提高。

表1 補(bǔ)料前后的總酸變化及酒精轉(zhuǎn)酸率

注：表中同一列數(shù)據(jù)上不同上標(biāo)字母代表有顯著差異（<0.05），下同。

Note: There are significant differences between different superscript letters in the same column of data in the table (<0.05), the same below.

2.2 不同補(bǔ)料量對(duì)玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程的影響

傳統(tǒng)玫瑰醋的發(fā)花和酒化約需要4周時(shí)間，但對(duì)于具備一定生產(chǎn)規(guī)模的釀酒企業(yè)，黃酒的發(fā)酵環(huán)節(jié)不需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)花（糖化），直接使用曲和酒母在20～100 t的發(fā)酵罐中進(jìn)行，只需要1周時(shí)間就可以獲得酒精度≥12%的酒醪[18]。將黃酒醪補(bǔ)加到玫瑰醋發(fā)酵過(guò)程中，將大大提高玫瑰醋的生產(chǎn)效率，原因是用機(jī)械化大罐發(fā)酵生產(chǎn)黃酒醪的過(guò)程，省去了玫瑰醋生產(chǎn)中長(zhǎng)時(shí)間浸米、發(fā)花的過(guò)程（見(jiàn)圖1）。

發(fā)酵至初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)，補(bǔ)加不同體積酒醪（補(bǔ)料比例2:1、1:1），玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程曲線見(jiàn)圖3所示。經(jīng)過(guò)90 d的發(fā)酵，補(bǔ)料比2:1、1:1的發(fā)酵醋液、對(duì)照組醋液（傳統(tǒng)發(fā)酵）的最終還原糖為1.0 g/100 mL左右，最終酒精度為零，最終酸度在4.5～5.5 g/100 mL的范圍。根據(jù)圖3c，補(bǔ)加等體積酒醪的醋酸發(fā)酵速率0.168 g/(100 mL·d)優(yōu)于補(bǔ)加1/2體積酒醪的發(fā)酵速率0.098 g/(100 mL·d)；補(bǔ)加等體積酒醪的總酸最大濃度值(5.59±0.27) g/100 mL優(yōu)于補(bǔ)加1/2酒醪的總酸值(5.23±0.36) g/100 mL。

從表2可看出，補(bǔ)料量比例的不同會(huì)影響終點(diǎn)酸度，從而使玫瑰醋最終的得率有顯著的提高。玫瑰醋發(fā)酵是開(kāi)放式發(fā)酵，補(bǔ)加酒醪的體積超過(guò)原發(fā)酵醋醪體積時(shí)，對(duì)糖化、酒化、醋化的三邊發(fā)酵的平衡會(huì)產(chǎn)生較大影響[19-20]，筆者曾嘗試補(bǔ)加2倍體積酒醪（補(bǔ)料比例1:2）進(jìn)行玫瑰醋發(fā)酵試驗(yàn)，結(jié)果有1/3缸發(fā)生污染。

2.3 補(bǔ)料發(fā)酵對(duì)玫瑰醋色澤形成的影響

玫瑰醋以釀制的產(chǎn)品具有淺玫瑰色而得名，所以色澤是一項(xiàng)十分重要的產(chǎn)品屬性。目前，食醋的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18187-2000以及玫瑰醋原標(biāo)準(zhǔn)DB33/547-2005還是憑借感官指標(biāo)來(lái)描述食醋的色澤，沒(méi)有定量測(cè)定方法[21-23]。本文為了更準(zhǔn)確地辨別食醋樣品的色澤差異，測(cè)定其在610 nm下的吸光度值，按公式（3）計(jì)算EBC色率。不同條件下的樣品在發(fā)酵過(guò)程中的色率變化見(jiàn)圖4。由圖可知，在初始酸度1.5 g/100 mL進(jìn)行補(bǔ)料，90 d發(fā)酵結(jié)束時(shí)，傳統(tǒng)玫瑰醋和補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋的色率分別達(dá)到1.9×105、2.0×105、2.0×105；初始酸度2.5 g/100 mL進(jìn)行補(bǔ)料時(shí)，補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋的色率均達(dá)到1.8×105，看上去十分接近。初始酸度3.5 g/100 mL進(jìn)行補(bǔ)料，補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋的色率分別達(dá)到1.4×105、1.5×105，色率差異醪液中的氨基化合物和羰基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)，形成羥甲基糠醛（hydroxymethylfurfural）等中間產(chǎn)物以及終產(chǎn)物黑色素是玫瑰醋色澤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[24]。溫度20～25 ℃氧化即可發(fā)生美拉德反應(yīng)，30 ℃以上速度加快；玫瑰醋發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)邊糖化、邊酒精發(fā)酵、邊醋酸發(fā)酵的過(guò)程，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程都緩慢地有還原糖、氨基酸類物質(zhì)糖釋放出，而在夏季30 ℃以上，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，色率逐漸增加。

圖3 不同補(bǔ)料量對(duì)玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵過(guò)程的影響

表2 不同補(bǔ)料量條件下玫瑰醋的得率

注：100 kg大米=約220 kg酒精度為18%的米酒=566 kg酒精度為7%的酒液，折算回去得：1 kg酒精度為7%的酒液來(lái)源于0.177 kg大米.

Note: 100 kg rice is about 220 kg rice wine with an alcohol content of 18%, that about 566 kg liquor with an alcohol content of 7%, convert back to get: 1 kg alcohol content of 7% liquor from 0.177 kg rice.

圖4 不同初始酸度下補(bǔ)料的玫瑰醋色率變化圖

杭嘉湖平原和寧紹平原夏季的氣溫接近，釀制浙江玫瑰醋的歷史悠久，紹興地區(qū)常年5～10月的平均氣溫為21.5，25.5，29，28.5，24.5，19 ℃。玫瑰醋生產(chǎn)投料步驟應(yīng)在5月5日（立夏）～6月5日（芒種）期間進(jìn)行，普通玫瑰醋發(fā)酵與后熟時(shí)長(zhǎng)為120～130 d，以使玫瑰醋在發(fā)酵、后熟期間滿足3 090～3 210（℃·d）的積溫要求[25]。

從理論的推算（表3）表明，在醋醪酸度上升到1.5～2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)加等體積的酒醪，發(fā)酵積溫的差異在3%～10%范圍，這個(gè)積溫差異對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的色澤影響是不明顯的。但是當(dāng)酸度上升到3.5 g/100 mL時(shí)再進(jìn)行補(bǔ)料，發(fā)酵積溫下降到2 509（℃·d），偏離標(biāo)準(zhǔn)值幅度達(dá)19%。發(fā)酵情況（見(jiàn)圖4）也表明，補(bǔ)料的時(shí)間點(diǎn)越推后，對(duì)玫瑰醋色澤的形成越不利。

2.4 傳統(tǒng)與補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋樣品的有機(jī)酸組成及含量分析

采用HPLC法對(duì)補(bǔ)料發(fā)酵及傳統(tǒng)發(fā)酵的玫瑰醋樣品進(jìn)行特征性有機(jī)酸含量的測(cè)定，有機(jī)酸定量結(jié)果如表4所示。

表3 玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵積溫對(duì)照表

表4 補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋樣品的有機(jī)酸種類及含量

注：1）表中同一行數(shù)據(jù)上不同上標(biāo)字母代表有顯著差異（<0.05），A為初始酸度1.5 g·(100 mL)-1，B為初始酸度2.5 g·(100 mL)-1，Ⅰ為醋液和黃酒醪體積比為2:1，Ⅱ?yàn)榇滓汉忘S酒醪體積比為1:1；2）深層發(fā)酵醋指通風(fēng)發(fā)酵條件下的大罐液態(tài)發(fā)酵醋，具體數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[26]。

Note: 1) There are significant differences in the superscript letters on the same row of data in the table (<0.05), A is the initial acidity of 1.5 g·(100 mL)-1, B is the initial acidity of 2.5 g·(100 mL)-1,Ⅰ is the volume ratio of vinegar to rice wine mash of 2:1, Ⅱ is the volume ratio of vinegar to rice wine mash of 1:1; 2) Submerged fermentation vinegar refers to the large pot of liquid fermentation vinegar under the condition of ventilated fermentation. Specific data references [26].

由表4看出，6種玫瑰醋樣品中均含有10種特征性有機(jī)酸，乙酸含量占總酸65%～86%，其次為乳酸占總酸的12%左右。補(bǔ)料發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵生成的玫瑰醋中，非揮發(fā)性有機(jī)酸總量均有顯著性差異（<0.05）。其中初始酸度1.5 g/100 mL補(bǔ)料下玫瑰醋的非揮發(fā)性有機(jī)酸總量明顯下降，而初始酸度2.5 g/100 mL補(bǔ)料下的玫瑰醋中的非揮發(fā)性有機(jī)酸總量有所增加。

玫瑰醋生產(chǎn)過(guò)程中，乙酸主要是醋酸菌在發(fā)酵液表面經(jīng)好氧發(fā)酵產(chǎn)生的；在醪液的深層處于厭氧狀態(tài)，乳酸菌在厭氧條件下將糖分轉(zhuǎn)化為成乳酸。乙酸和乳酸在玫瑰醋樣品中所占比例較大，占特征性總酸的80%左右。其他的8種有機(jī)酸含量較低，這些有機(jī)酸大部分是三羧酸循環(huán)的中間代謝物，在醋酸發(fā)酵過(guò)程中不會(huì)有大量的積累。深層發(fā)酵醋一般采用單一的醋酸菌，而玫瑰醋的天然發(fā)酵會(huì)有醋化醋桿菌、木醋桿菌、弱氧化醋酸菌、紋膜醋酸桿菌等參與發(fā)酵[27]，弱氧化醋酸菌可以積累少量酒石酸，木醋桿菌會(huì)積累少量乳酸、丙酮酸[28]，所以與深層發(fā)酵醋相比，傳統(tǒng)玫瑰醋和補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋在檸檬酸、乳酸、丙酮酸和酒石酸的含量上更豐富。

單純的醋酸刺激性很大，回味短；而蘋果酸酸味圓潤(rùn)持久，琥珀酸有鮮味，能緩沖乙酸的刺激性，可以提高食醋的酸味平和性[29]，這些非揮發(fā)酸對(duì)食醋的滋味起著重要的作用。非揮發(fā)性有機(jī)酸總量：B-Ⅱ（27.15 mg/mL）>B-Ⅰ（26.02 mg/mL）>傳統(tǒng)發(fā)酵（24.57 mg/mL）>A-Ⅰ（17.78 mg/mL）>A-Ⅱ（16.79 mg/mL）>深層發(fā)酵醋（11.30 mg/mL），這表明在初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)料（B-Ⅰ、B-Ⅱ）對(duì)非揮發(fā)性有機(jī)酸的形成是有利的。

2.5 補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋感官特性分析

參考標(biāo)準(zhǔn)DB33/547-2005對(duì)玫瑰醋色、香、味的要求，對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵、A-Ⅰ、A-Ⅱ、B-Ⅰ、B-Ⅱ成品玫瑰醋按9個(gè)指標(biāo)進(jìn)行定量描述分析（打分），將得到的感官特性強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果取其平均值繪制定量描述（QDA，quantitative descriptive analysis）分析雷達(dá)圖[30-31]，見(jiàn)圖5。

圖5 不同初試酸度補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋QDA分析圖

由圖5可知，初始酸度1.5 g/100 mL補(bǔ)料醋樣在醋香、酯香、焦香的指標(biāo)上遜色于傳統(tǒng)發(fā)酵的樣品，而且澀味強(qiáng)度也較大；而補(bǔ)料時(shí)間在2.5 g/100 mL酸度時(shí)，澀味較傳統(tǒng)玫瑰醋有明顯降低，且酯香味和鮮味比傳統(tǒng)發(fā)酵玫瑰醋得分高。

感官評(píng)定的規(guī)則是當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)狀態(tài)最佳時(shí)為滿分，因此雷達(dá)圖所圍成的面積越大，其感官品質(zhì)越好。傳統(tǒng)發(fā)酵、A-Ⅰ、A-Ⅱ、B-Ⅰ、B-Ⅱ5組面積分別為：27.63、16.90、22.56、27.31、27.19。顯然補(bǔ)料時(shí)間較早的A-Ⅰ、A-Ⅱ組面積值較小，即過(guò)早地補(bǔ)料（調(diào)節(jié)多邊發(fā)酵的狀態(tài)），對(duì)保留傳統(tǒng)玫瑰醋的風(fēng)味不利，初始酸度2.5 g/100 mL補(bǔ)料（B-Ⅰ、B-Ⅱ）的感官量化值（27.31、27.19）與傳統(tǒng)發(fā)酵玫瑰醋的感官量化值（27.63）十分接近。

本研究在選擇補(bǔ)料酒液溫度（使醪液處于23～30 ℃）、補(bǔ)料酒醪酒精度6%的基礎(chǔ)上[13]，通過(guò)比較不同補(bǔ)料初始酸度、不同補(bǔ)料量條件下的發(fā)酵速率、色澤、風(fēng)味、口感等產(chǎn)品特征，找出了初始酸度2.5 g/100 mL，醋液和酒醪補(bǔ)料體積比1:1是具有實(shí)用價(jià)值的最佳補(bǔ)料發(fā)酵條件，突破了行業(yè)內(nèi)關(guān)于“玫瑰醋補(bǔ)料發(fā)酵增產(chǎn)不增味”的局面。

3 結(jié) 論

1）在玫瑰醋醪酸度達(dá)到2.5 g/100 mL時(shí)，補(bǔ)加等體積、酒精度為6%的酒醪的補(bǔ)料發(fā)酵工藝最為適宜，酸度最高上升到(5.59±0.27) g/100 mL，酒精轉(zhuǎn)化醋酸的效率達(dá)到95%。與傳統(tǒng)發(fā)酵對(duì)比，醋酸發(fā)酵周期從90 d縮短至78 d。

2）色澤是一項(xiàng)十分重要的產(chǎn)品屬性。在初始酸度1.5～2.5 g/100 mL時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料，90 d發(fā)酵結(jié)束時(shí)，補(bǔ)料發(fā)酵玫瑰醋的色率達(dá)到1.8×105～2.0×105，與傳統(tǒng)玫瑰醋的色率（1.9×105）的差異很小。

3）不同補(bǔ)料量對(duì)浙江玫瑰醋中的有機(jī)酸形成影響不大，而不同初始酸度下補(bǔ)料對(duì)有機(jī)酸積累影響顯著。初始酸度2.5 g/100 mL時(shí)補(bǔ)加等體積、酒精度為6%的酒醪可使非揮發(fā)性有機(jī)酸總量達(dá)（27.15±1.11）mg/mL，傳統(tǒng)玫瑰醋樣品為（24.57±0.69）mg/mL。初始酸度2.5 g/100 mL、補(bǔ)料體積比1:1補(bǔ)料發(fā)酵樣品的感官面積值27.19與傳統(tǒng)玫瑰醋的感官面積值27.63十分接近。

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Optimization of production process and flavor analysis of rose vinegar by fed fermentation

Jiang Yujian, Huang Bingwen, Li Ting

(,310018)

The production of traditional rose vinegar is an open, multilateral fermentation process, which is obtained through a series of reactions such as saccharification, alcohol fermentation and acetic acid fermentation. At the right time, rice supplement, sugar supplement or alcohol supplement can complete the fed-batch fermentation, among which alcohol supplement is closer to the end of the reaction which is the simplest way to achieve the expansion of production and efficiency. However, there has been no report on the improvement of the technique of fed-batch fermentation of rose vinegar production. Fermentation of rose vinegar with indica rice in 500 kg cylindrical fermentation container. Under the natural fermentation conditions, fed-batch fermentation was carried out at initial acidity of 1.5, 2.5 and 3.5 g/100mL, respectively. The ratio of vinegar to wine mash is set at 2:1 (v: v) and 1:1 (v: v). Through direct titration with Flynn reagent, alcohol distillation, indicator and potentiometric titration for acid-base titration, UV spectrophotometer, HPLC method, five important indexes including reducing sugar, alcohol content, acidity, color ratio and organic acid were determined. The effects of initial acidity and fed-batch volume on the fermentation of rose vinegar were studied. The results showed that the appropriate fed-batch volume could not only increase the yield of acetic acid fermentation, but also improve the acidity and efficiency of acetic acid fermentation. The color of rose vinegar depends on the feeding time and fed-batch volume. The earlier the vinegar is added, the closer the color is to traditional rose vinegar, but the more the vinegar is added, the greater the influence on the color is. Combining the change of organic acid composition and content with sensory evaluation results, the relationship between the improved fermentation mode and the formation of main flavor substances was discussed to determine the feasibility of fed-batch fermentation of rose vinegar. When the initial acidity was 2.5 g/100mL, the maximum acidity increased to (5.59±0.27)g/100mL(control group (5.19±0.23)g/100mL) after adding the same amount of mash. Compared with the traditional rose vinegar, the acidity content increased significantly (<0.05). The time of acetic acid fermentation was shortened from 90 days to 78 days, which indicated that fed-batch fermentation could effectively improve fermentation efficiency and save more manpower, material and financial resources. The total amount of nonvolatile organic acids was (27.15±1.11) mg/mL (control group (24.57±0.69) mg/mL). The improvement of this index could make the samples have the characteristics of soft acidity and strong vinegar taste. The color ratio of the final product is 1.8×105(the traditional process color rate is 1.9×105), which is consistent with that of the traditional rose vinegar. This study has positive significance for the production of rose vinegar to expand production, improve efficiency and realize continuous production throughout the year.

fermentation; flavors; optimization; rose vinegar; fed-batch; organic acids; color ratio

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037

TS264.2

A

1002-6819(2019)-15-0304-08

2018-12-09

2019-04-16

2019年浙江省基礎(chǔ)公益研究計(jì)劃（GG19C200001）

蔣予箭，教授，主要從事微生物與傳統(tǒng)發(fā)酵食品。Email：13357180599@189.cn

蔣予箭，黃炳文，李婷. 補(bǔ)料發(fā)酵法生產(chǎn)玫瑰醋工藝優(yōu)化及風(fēng)味分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(15)：304－311. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037 http://www.tcsae.org

Jiang Yujian, Huang Bingwen, Li Ting. Optimization of production process and flavor analysis of rose vinegar by fed fermentation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(15): 304－311. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.15.037 http://www.tcsae.org