俞媛瑞，馮 那，謝華秀，王應(yīng)蘭，余平蓮

（1.昭通學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，云南 昭通 65700；2.云南省高校高原特色功能食品研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昭通 65700）

0 引言

醋在中國(guó)的飲食文化中具有重要的地位，除了具有調(diào)味功能外，還有祛病健身、延年益壽等多種營(yíng)養(yǎng)保健功能[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外以水果為原料生產(chǎn)的果醋保健飲料形成了較為成熟的生產(chǎn)工藝，但因水果的成本較高而導(dǎo)致市場(chǎng)上的水果果醋品種單一，逐漸大力提倡利用果蔬和谷薯類(lèi)豐富的營(yíng)養(yǎng)資源提高醋飲料在市場(chǎng)的品種多元化，現(xiàn)已逐漸出現(xiàn)一些果蔬復(fù)合醋的研究，但以谷薯類(lèi)為原料生產(chǎn)復(fù)合醋飲料的研究少有涉及[2-3]。紅茶菌具有提高消化能力、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、預(yù)防癌癥、促進(jìn)新陳代謝等功效，對(duì)萎縮性胃炎、胃潰瘍等疾病也有一定的治療效果，而且還可改善睡眠[4]。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在的研究主要集中于紅茶菌發(fā)酵工藝流程的優(yōu)化，利用紅茶菌代替?zhèn)鹘y(tǒng)醋酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵進(jìn)行產(chǎn)品發(fā)酵方面的研究極少[5-6]。馬鈴薯和黃精作為云南昭通地區(qū)特色食品資源，開(kāi)發(fā)利用率并不高[7-9]，亟需研究新型的深加工產(chǎn)品，增加產(chǎn)業(yè)價(jià)值，提高農(nóng)民收益，助力鄉(xiāng)村振興?；诖?，以馬鈴薯、黃精為主要原料，以谷糠和麩皮為輔料，利用紅茶菌進(jìn)行馬鈴薯黃精復(fù)合醋深層發(fā)酵，并以陳釀后馬鈴薯黃精復(fù)合醋中總酸含量為考查指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探究馬鈴薯黃精復(fù)合醋發(fā)酵的最佳工藝配方，對(duì)馬鈴薯和黃精的深加工有一定的理論指導(dǎo)意義。以馬鈴薯、紫薯等谷薯類(lèi)為原料研制的復(fù)合醋飲料，能進(jìn)一步豐富了醋飲料產(chǎn)品，提高了谷薯類(lèi)附加價(jià)值，為消費(fèi)者提供了更多的口味選擇，拓寬食用醋的市場(chǎng)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：馬鈴薯、黃精，云南省昭通市，市售；紅茶菌，廣東省湛江市，網(wǎng)購(gòu)；谷糠麩皮，河南省商丘市，網(wǎng)購(gòu)；食品檸檬酸，河南碩之隆實(shí)業(yè)有限公司提供；食品級(jí)白砂糖，云南省昆明滇齊食品有限責(zé)任公司提供；紅茶，云南安益茶業(yè)有限公司提供。

試劑：氫氧化鈉，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司提供；鄰苯二甲酸氫鉀，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司提供；酚酞，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供；食品級(jí)α - 淀粉酶（≥3 700 U/g），山東隆科特酶制劑有限公司提供；食品級(jí)糖化酶（≥10 000 U/g），博立生物制品有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平，奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品；電子天平（稱(chēng)量范圍：0～3 000 g），上海佑科儀器儀表有限公司產(chǎn)品；BSG-400 型光照培養(yǎng)箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品；PHS-3C 型酸度計(jì)，杭州齊威儀器有限公司產(chǎn)品；手持糖度儀，田園信科光學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；電熱恒溫?cái)嚢杷″?，常州金壇恒豐儀器制造有限公司產(chǎn)品；DSX-280KB24 型手提式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 馬鈴薯黃精復(fù)合醋的工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)。

（1） 糖化液的制備。在蒸熟的馬鈴薯和黃精原料中分別加入4 倍質(zhì)量的水，用打漿機(jī)制成馬鈴薯原液和黃精原液，按一定比例混合均勻倒入三角瓶中，再加入總體積5%的谷糠與麩皮[10]。在馬鈴薯黃精復(fù)合原液中依次加入0.23%的α - 淀粉酶和0.23%的糖化酶，攪拌均勻后置于60 ℃恒溫水浴鍋中進(jìn)行液化、糖化4 h，然后于90 ℃恒溫水浴進(jìn)行滅酶10 min，制成馬鈴薯黃精糖化液。加入適量白砂糖使溶液糖度為18.0%，加入檸檬酸使溶液酸度為3.80[11]。將馬鈴薯黃精糖化液置于121 ℃高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌15 min，冷卻備用。

（2） 紅茶菌的活化與培養(yǎng)。參照胡曉磊等人[12]的方法進(jìn)行紅茶菌的活化與培養(yǎng)，無(wú)菌水洗凈容器后，按照紅茶∶糖∶水為1∶10∶100 的比例[13]，將紅茶4 g，白砂糖40 g 加入400 g 水中，待沸騰后關(guān)火冷卻，將茶葉過(guò)濾出得到茶糖水，放入玻璃容器中，用消毒后的鑷子取出購(gòu)買(mǎi)的菌膜，去除菌膜上褐變的部分，用無(wú)菌水沖洗菌膜數(shù)遍放入玻璃容器，然后接入已過(guò)濾好的40%紅茶菌種母液，用單層紗布封口，于32 ℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置發(fā)酵7 d，待液面產(chǎn)生數(shù)層新的菌膜即可。再按上述方法重復(fù)繼續(xù)培養(yǎng)紅茶菌，直至擴(kuò)大培養(yǎng)到所需用量。

（3） 接種紅茶菌。將已活化好的紅茶菌液按一定比例加入到發(fā)酵液中，該過(guò)程在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行，保證菌種不被污染。將發(fā)酵液放在32 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵5 d[14]，測(cè)定發(fā)酵液陳釀前的總酸含量，將最佳工藝配方發(fā)酵后的發(fā)酵液過(guò)濾后陳釀30 d 既得到成品馬鈴薯黃精復(fù)合醋。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

（1） 馬鈴薯黃精原液比對(duì)馬鈴薯黃精復(fù)合醋品質(zhì)的影響?？傮w積為300 mL，量取馬鈴薯原液與黃精原液比分別為1∶2，1∶3，1∶1，2∶1，3∶1 進(jìn)行混合調(diào)配，然后拌入總體積5%谷糠與麩皮，其比例為6∶4，進(jìn)行糖化、液化。然后接入20%活化好的紅茶菌菌液，于32 ℃恒溫培養(yǎng)箱中深層發(fā)酵5 d，測(cè)定發(fā)酵液陳釀前的總酸含量。

（2） 谷糠與麩皮配比對(duì)馬鈴薯黃精復(fù)合醋品質(zhì)的影響。在釀醋時(shí)加入輔料不僅能為微生物活動(dòng)提供所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還可以起到寄存菌體的作用，并且可以提高食醋質(zhì)量，增加風(fēng)味物質(zhì)[4]。選取了輔料谷糠與麩皮（總體積5%），并按照3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3 的比例添加到原液中，原液總體積為300 mL，原料比為2∶1 的馬鈴薯黃精復(fù)合原液中，進(jìn)行糖化液化。然后接入20%活化好的紅茶菌菌液，在32 ℃恒溫培養(yǎng)箱中深層發(fā)酵5 d，測(cè)定發(fā)酵液陳釀前的總酸含量。

（3） 紅茶菌添加量對(duì)馬鈴薯黃精復(fù)合醋品質(zhì)的影響。在總體積為300 mL，原料比為2∶1 的馬鈴薯黃精復(fù)合原液中加入原液總體積5%比例為6∶4 的谷糠與麩皮，進(jìn)行糖化液化。然后分別接入10%，15%，20%，25%，30%活化好的紅茶菌菌液，于32 ℃恒溫培養(yǎng)箱中深層發(fā)酵5 d，測(cè)定發(fā)酵液的總酸含量。

1.3.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以馬鈴薯黃精原液比（A）、谷糠與麩皮配比（B）、紅茶菌接種量（C） 為試驗(yàn)因素，陳釀后總酸含量為考查指標(biāo)進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)對(duì)馬鈴薯黃精復(fù)合醋發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.3.5 品質(zhì)測(cè)定方法

（1） 指標(biāo)測(cè)定。感官評(píng)價(jià)：參照GB 2719—2018《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食醋》中的感官要求，制定感官評(píng)價(jià)表。隨機(jī)抽取10 名感官評(píng)價(jià)人員，按照表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，從陳釀后的馬鈴薯黃精復(fù)合醋的色澤、氣味與口感、體態(tài)、雜質(zhì)4 個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，各項(xiàng)分?jǐn)?shù)的總和即為馬鈴薯黃精復(fù)合醋的感官評(píng)分。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

總酸含量的測(cè)定。參照GB 12456—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測(cè)定》中第一法進(jìn)行測(cè)定，吸取25.00 mL 試樣至250 mL 容量瓶中，用無(wú)二氧化碳的水定容至刻度線，搖勻，用快速過(guò)濾紙過(guò)濾，收集濾液用于測(cè)定。吸取25.00 mL 待測(cè)液至于250 mL 三角瓶中，加2～4 滴酚酞指示液，用0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈微紅色，30 s 不褪色，用消耗0.1 mol/L 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計(jì)算總酸含量。

（2） 數(shù)據(jù)處理。所有試驗(yàn)均重復(fù)3 次，樣品檢測(cè)重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 馬鈴薯黃精原液比的單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖1 可知，隨著馬鈴薯原液所占原料比逐漸增加，馬鈴薯黃精復(fù)合醋陳釀前的總酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，在馬鈴薯黃精原液比為2∶1時(shí)，總酸含量達(dá)到最高，均勻透亮，呈琥珀色。但隨著馬鈴薯原液比例逐漸增多時(shí)，其馬鈴薯黃精復(fù)合醋的總酸含量反而逐漸降低，其發(fā)酵液較混濁，其醋風(fēng)味偏淡。因此，確定馬鈴薯黃精原液最佳比例為2∶1。

2.2 谷糠與麩皮配比的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

谷糠與麩皮配比單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 谷糠與麩皮配比單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖2 可知，隨著谷糠所占輔料比例逐漸增加，馬鈴薯黃精復(fù)合醋陳釀前的總酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，在谷糠與麩皮配比為6∶4 時(shí)，總酸含量達(dá)到最高，均勻透亮，呈琥珀色，具有獨(dú)特的馬鈴薯與黃精風(fēng)味。隨著麩皮比例逐漸增加，其馬鈴薯黃精復(fù)合醋的總酸含量反而逐漸降低，其發(fā)酵液較混濁，其風(fēng)味偏淡。因此，確定輔料谷糠與麩皮最佳配比為6∶4。

2.3 紅茶菌接種量的單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

紅茶菌接種量單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 紅茶菌接種量單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖3 可知，隨著紅茶菌含量逐漸增加，馬鈴薯黃精復(fù)合醋陳釀前的總酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，當(dāng)紅茶菌接種量為20%時(shí)，總酸含量達(dá)到最高，無(wú)異味，均勻透亮，呈琥珀色，無(wú)菌膜出現(xiàn)，具有適宜的馬鈴薯與黃精風(fēng)味。隨著紅茶菌接種量逐漸增加，其馬鈴薯黃精復(fù)合醋的總酸含量反而逐漸降低，其色澤逐漸加深，出現(xiàn)絮狀菌膜。因此，確定紅茶菌最佳接種量為20%。

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

正交式驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 正交式驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1 中所列的正交試驗(yàn)因素和水平進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，由表3 可知，3 個(gè)影響馬鈴薯黃精復(fù)合醋發(fā)酵的因素主次關(guān)系為紅茶菌接種量（C） ＞馬鈴薯黃精原液比（A） ＞谷糠與麩皮配比（B），即紅茶菌接種量對(duì)發(fā)酵液陳釀前總酸濃度的影響最大，馬鈴薯黃精原液比的影響次之，谷糠與麩皮比例影響最弱。由極差分析得到的馬鈴薯黃精復(fù)合醋最佳的工藝配比的組合A2B2C3，即馬鈴薯黃精原液比為2∶1，谷糠與麩皮配比為6∶4，紅茶菌接種量為25%的工藝下，發(fā)酵的馬鈴薯黃精復(fù)合醋總酸為3.72 g/100 mL，總酸含量高，說(shuō)明液態(tài)深層發(fā)酵品質(zhì)好。

2.5 馬鈴薯黃精復(fù)合醋的品質(zhì)分析

2.5.1 感官品質(zhì)

感官評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 感官評(píng)定結(jié)果

由表4 可知，利用正交試驗(yàn)得到的最佳配方制備的馬鈴薯黃精復(fù)合醋根據(jù)10 位感官評(píng)價(jià)人員的評(píng)分結(jié)果達(dá)到85 分，色澤呈透明琥珀色，色彩鮮艷；口感酸中帶甜，氣味醇香，口感細(xì)膩，具有適宜的馬鈴薯黃精風(fēng)味，無(wú)不良?xì)馕叮粻顟B(tài)澄清透亮，均勻，無(wú)絮狀菌膜；肉眼看不到異物，無(wú)霉變。由此，可認(rèn)為產(chǎn)品品質(zhì)較佳，符合醋的產(chǎn)品感官要求。

2.5.2 總酸含量

總酸含量的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 總酸含量的檢測(cè)結(jié)果

由表5 可知，馬鈴薯黃精復(fù)合醋陳釀后的總酸含量為3.62 g/100 mL，符合GB 2719—2018 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食醋》的要求。

3 結(jié)論

以馬鈴薯黃精為原料，谷糠與麩皮為輔料，利用紅茶菌代替?zhèn)鹘y(tǒng)酵母菌、醋酸菌、乳酸菌對(duì)馬鈴薯黃精進(jìn)行發(fā)酵，制備馬鈴薯黃精復(fù)合醋，既縮減了傳統(tǒng)發(fā)酵時(shí)間，也優(yōu)化了傳統(tǒng)發(fā)酵的工藝流程。以陳釀后總酸含量為判斷依據(jù)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合正交試驗(yàn)確定了馬鈴薯黃精復(fù)合醋的最佳工藝條件為馬鈴薯黃精的原液比2∶1，谷糠與麩皮配比6∶4，接種量為25%紅茶菌，此復(fù)合醋為透明琥珀色，酸甜可口、色香味俱佳，陳釀后的總酸含量為3.62 g/100 mL，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)食醋中總酸的要求，是一款適合廣泛應(yīng)用的新型復(fù)合發(fā)酵醋，可作為提升黃精、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)價(jià)值的理論依據(jù)。