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        火參果果醋發(fā)酵工藝研究

        2021-10-15 10:49:50蔡雪梅何苗張婧孫俊秀范文教
        中國調(diào)味品 2021年10期
        關(guān)鍵詞:果果總酸酒精度

        蔡雪梅,何苗,張婧,孫俊秀,范文教

        (四川旅游學(xué)院烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實驗室,成都 610100)

        火參果(Cucumismetuliferus)又稱奇瓦諾果、非洲蜜瓜等,表皮凹凸不平,較為堅硬,果肉則細(xì)膩多籽,口感清甜[1-2],富含氨基酸和有機(jī)酸,還有多種具有藥理活性的功能營養(yǎng)物質(zhì),如生物堿、黃酮、鞣質(zhì)、植物甾醇、三萜類等,具有降血糖、助消化的功效[3-4]。火參果原產(chǎn)于非洲,近幾年,國內(nèi)引進(jìn)種植,受到了廣泛消費(fèi)者的喜愛。目前火參果主要以鮮食為主,深加工產(chǎn)品較少。

        果醋以水果為原料釀造而成,酸味適中,口感獨(dú)特[5-6],果醋的釀造工藝能夠較好地保留水果中的營養(yǎng)物質(zhì)[7],目前市售果醋主要以蘋果醋和葡萄醋為主,未見有火參果果醋。火參果營養(yǎng)豐富,但不宜存放,以火參果為原料釀造果醋,可同時豐富火參果和果醋的產(chǎn)品種類,進(jìn)一步提高火參果的經(jīng)濟(jì)價值。本試驗以火參果為原料,通過微生物發(fā)酵的方法釀造火參果果醋,研究酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵最佳工藝參數(shù),以期為火參果果醋的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        火參果、白砂糖:購于永輝超市;酵母:安琪酵母股份有限公司;醋酸菌:中山聯(lián)久生物科技有限公司;復(fù)合果膠酶:河南碩之隆實業(yè)有限公司;檸檬酸:山東中創(chuàng)檸檬酸生化有限公司;氫氧化鈉、硫酸銅、氯化鈉等:分析純,成都科龍化工試劑廠。

        1.2 儀器與設(shè)備

        UV-2550紫外可見光分光光度計 島津儀器(蘇州)有限公司;均質(zhì)機(jī) 上海融合機(jī)械設(shè)備有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;壓力蒸汽滅菌鍋 上海東亞壓力容器制造有限公司。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 工藝流程

        參考張海玲[8]和李彩霞等[9]的果醋釀造工藝,設(shè)計以下工藝流程:

        火參果→清洗破碎→打漿→過濾→果汁濃度調(diào)整→果膠酶處理→過濾→蔗糖、檸檬酸調(diào)整→殺菌→冷卻→接種→酒精發(fā)酵→接種醋酸菌→醋酸發(fā)酵→澄清過濾→陳釀→殺菌→成品。

        1.3.2 火參果果醋酒精發(fā)酵工藝的確定

        蔗糖添加量的確定:在pH為4.5的火參果果汁中分別添加6%、7%、8%、9%、10%的蔗糖,調(diào)整初始糖度,殺菌后接種0.5%活化好的酵母(將活性干酵母按照1∶25的質(zhì)量比添加到蔗糖水(質(zhì)量濃度5%)中,于30 ℃下活化30 min),在25 ℃恒溫環(huán)境中發(fā)酵4 d。根據(jù)發(fā)酵液中酒精度來探究蔗糖添加量對酒精發(fā)酵的影響。

        酵母接種量的確定:在添加8%蔗糖的火參果果汁中,分別接種0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%活化好的酵母,在25 ℃恒溫環(huán)境中發(fā)酵4 d。根據(jù)發(fā)酵液的酒精度來探究酵母接種量對酒精發(fā)酵的影響。

        發(fā)酵溫度的確定:在蔗糖添加量8%、酵母接種量0.6%的條件下,將火參果果汁分別置于18,20,22,24,26 ℃下發(fā)酵4 d,測定發(fā)酵液的酒精度。

        發(fā)酵時間的確定:在蔗糖添加量8%、酵母接種量0.6%的條件下,將火參果果汁置于22 ℃環(huán)境中分別發(fā)酵2,3,4,5,6 d,測定發(fā)酵液的酒精度。

        正交優(yōu)化試驗:根據(jù)單因素試驗結(jié)果,以酒精度為評價指標(biāo),設(shè)計四因素三水平的正交試驗,確定酒精發(fā)酵最佳參數(shù)。

        1.3.3 火參果果醋醋酸發(fā)酵工藝的確定

        醋酸桿菌接種量的確定:在優(yōu)化后的火參果發(fā)酵液中分別接種0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%的醋酸桿菌,置于30 ℃、60 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中發(fā)酵8 d,根據(jù)果醋中總酸含量確定醋酸桿菌接種量。

        發(fā)酵溫度的確定:將接種了0.7%醋酸桿菌的火參果發(fā)酵液分別置于26,28,30,32,34 ℃的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中(轉(zhuǎn)速60 r/min)發(fā)酵8 d,測定果醋中的總酸含量。

        發(fā)酵時間的確定:將接種了0.7%醋酸桿菌的火參果發(fā)酵液置于30 ℃、60 r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中分別發(fā)酵6,7,8,9,10 d,測定果醋中的總酸含量。

        正交優(yōu)化試驗:根據(jù)單因素試驗結(jié)果,以火參果果醋總酸含量為指標(biāo),設(shè)計三因素三水平的正交試驗,確定醋酸發(fā)酵的最佳參數(shù)。

        1.3.4 指標(biāo)測定方法

        酒精含量的測定:參照GB/T 15038-2006酒精計法;總酸度(以醋酸計)的測定:參照GB/T 12456-2008酸度法;菌落總數(shù)和大腸桿菌的測定:分別參照國標(biāo)GB 4789.2-2010和GB 4789.3-2010。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 火參果果醋酒精發(fā)酵參數(shù)的確定

        2.1.1 單因素試驗結(jié)果

        由圖1可知,當(dāng)蔗糖添加量低于9%時,增加蔗糖添加量有利于酒精度的增加;而蔗糖添加量大于9%時,發(fā)酵液中酒精度有所下降,一方面是因為較高的糖濃度會對酵母生長代謝有一定的抑制作用,另一方面可能是因為該試驗條件下酵母的發(fā)酵能力有限[10-11]。因此,在火參果果汁中添加9%的蔗糖進(jìn)行酒精發(fā)酵較為合適。當(dāng)酵母接種量為0.6%時,發(fā)酵液中酒精度最高,接種量過低,酒精發(fā)酵不完全,但接種量過高,前期發(fā)酵產(chǎn)生的大量酒精會抑制微生物的生長[12]。發(fā)酵溫度是影響酒精發(fā)酵的重要因素,溫度較低,酵母生長代謝緩慢,發(fā)酵產(chǎn)物較少;溫度過高,酵母的生理活性同樣會受到抑制[13]。當(dāng)發(fā)酵溫度為22 ℃時,發(fā)酵液中酒精度最高,為6.34%,因此,確定酒精發(fā)酵溫度為22 ℃。發(fā)酵時間少于4 d時,發(fā)酵不徹底,但由于果汁中的糖濃度有限,發(fā)酵超過4 d時,發(fā)酵液中酒精度也不會繼續(xù)增加,因此發(fā)酵時間4 d最為合適。

        圖1 酒精發(fā)酵單因素試驗結(jié)果Fig.1 Single factor test results of alcoholic fermentation

        2.1.2 酒精發(fā)酵正交優(yōu)化試驗結(jié)果

        根據(jù)酒精發(fā)酵單因素試驗結(jié)果,以發(fā)酵液中酒精度為評價指標(biāo),設(shè)計L9(34)正交試驗,因素水平表見表1,正交結(jié)果見表2。通過極差分析發(fā)現(xiàn),各因素對酒精發(fā)酵的影響順序為C>A>B>D,即發(fā)酵溫度>蔗糖添加量>酵母接種量>發(fā)酵時間。酒精發(fā)酵的最佳工藝條件是A2B2C3D1,即蔗糖添加量9%,酵母添加量0.6%,發(fā)酵溫度24 ℃,發(fā)酵時間3 d,在最優(yōu)條件下發(fā)酵液的酒精度為7.23%,比其他組合高。

        表1 酒精發(fā)酵正交試驗因素水平表Table 1 The factors and levels of orthogonal test for alcoholic fermentation

        表2 酒精發(fā)酵正交試驗結(jié)果Table 2 The results of orthogonal test for alcoholic fermentation

        2.2 火參果果醋醋酸發(fā)酵參數(shù)的確定

        2.2.1 醋酸發(fā)酵單因素試驗結(jié)果

        醋酸發(fā)酵單因素試驗結(jié)果見圖2。

        圖2 醋酸發(fā)酵單因素試驗結(jié)果Fig.2 Single factor test results of acetic acid fermentation

        在醋酸發(fā)酵過程中,酒精在醋酸桿菌的作用下轉(zhuǎn)化成醋酸[14],使得總酸含量逐漸增加。醋酸桿菌接種量為0.7%時,發(fā)酵液中總酸含量達(dá)到最高值6.48%。由于酒精含量有限,更多的接種量并不會引起總酸的繼續(xù)增加,因此,將0.7%作為醋酸發(fā)酵的最佳醋酸桿菌接種量。當(dāng)發(fā)酵溫度小于30 ℃時,隨著發(fā)酵溫度的增加,果醋中總酸含量增加;當(dāng)發(fā)酵溫度高于30 ℃時,醋酸桿菌的活性受到高溫抑制,總酸含量下降[15];發(fā)酵溫度為30 ℃時,果醋中總酸含量最大,為6.58%。發(fā)酵時間過短,酒精轉(zhuǎn)化不完全,但由于酒精含量的有限以及高酸環(huán)境對醋酸桿菌的抑制,發(fā)酵時間也不宜過長,發(fā)酵9 d時火參果果醋中總酸含量最高。

        2.2.2 醋酸發(fā)酵參數(shù)正交優(yōu)化試驗結(jié)果

        根據(jù)醋酸發(fā)酵單因素試驗結(jié)果,以火參果果醋中總酸含量為評價指標(biāo),設(shè)計L9(33)正交試驗,因素水平表見表3,試驗結(jié)果見表4。醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件是A2B3C1,即醋酸桿菌接種量0.7%,發(fā)酵溫度32 ℃,發(fā)酵時間7 d。通過極差分析發(fā)現(xiàn),各個因素對醋酸發(fā)酵的影響順序為B>A>C,即發(fā)酵溫度>醋酸桿菌接種量>發(fā)酵時間。發(fā)酵溫度對醋酸發(fā)酵的影響最為顯著,過低或是過高的溫度都會對醋酸桿菌的活性產(chǎn)生抑制作用。

        表3 醋酸發(fā)酵正交試驗因素水平表Table 3 The factors and levels of orthogonal test for acetic acid fermentation

        表4 醋酸發(fā)酵正交試驗結(jié)果Table 4 The results of orthogonal test for acetic acid fermentation

        2.3 火參果果醋質(zhì)量指標(biāo)

        2.3.1 感官指標(biāo)

        參考NY/T 2987-2016,取50 mL果醋樣品于透明玻璃杯中,在自然光亮處進(jìn)行感官評價。產(chǎn)品色澤:火參果果醋呈綠色,澄清透明有光澤;香味:具有純正果醋香和火參果特有香,整體氣味協(xié)調(diào),無異味;滋味:口感清爽,酸中微甜,余味較濃;組織狀態(tài):均勻,無沉淀;無雜質(zhì)。整體而言,火參果果醋香味協(xié)調(diào),具有獨(dú)特性。

        2.3.2 理化指標(biāo)

        NY/T 2987-2016和GB/T 30884-2014中規(guī)定果醋中總酸含量(以醋酸計)應(yīng)≥3 g/kg,火參果果醋測得總酸為6.84%,符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

        2.3.3 微生物指標(biāo)

        火參果果醋中檢出菌落總數(shù)4 CFU/g,大腸桿菌和致病菌均未檢出,符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

        3 結(jié)論

        酒精發(fā)酵與醋酸發(fā)酵是果醋釀造的重要環(huán)節(jié),影響果醋的整體品質(zhì)。本實驗以火參果為原料,對果醋的酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化。酒精發(fā)酵的最適條件為蔗糖添加量9%、酵母添加量0.6%、發(fā)酵溫度24 ℃、發(fā)酵時間3 d;醋酸發(fā)酵的最佳條件為醋酸桿菌接種量0.7%、發(fā)酵溫度32 ℃、發(fā)酵時間7 d。最終所制得的火參果果醋品質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),且具有獨(dú)特風(fēng)味。

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