CN105255697A - 一种香瓜果醋的酿造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于果醋的制备领域，具体涉及一种香瓜果醋的酿造方法。包括以下步骤：（1）香瓜汁制备：新鲜香瓜分选，清洗，削皮去籽，打浆，得香瓜汁；（2）糖度调整：加入蔗糖调整香瓜汁糖度至15.0%，90℃灭菌10min，冷却至34℃；（3）酒精发酵：接入用量为香瓜汁0.3wt%的活性干酵母，于35℃酒精发酵5d，得香瓜酒液；（4）醋酸发酵：将香瓜酒液的酒精度调整至7.0%，接入用量为香瓜酒液9.0wt%的醋酸菌，发酵温度32℃，摇床转速140r/min，发酵时间5d；（5）陈酿：完成醋酸发酵的果醋加入2wt%的食盐，存放于洁净密闭的罐体中，常温陈酿30d。通过优化得到了最佳工艺参数，原料转化系数高，且易于产业化。

Description

一种香瓜果醋的酿造方法

技术领域

本发明属于果醋的制备领域，具体涉及一种香瓜果醋的酿造方法。

背景技术

香瓜又称甜瓜，属葫芦科，一年蔓生草本植物。甜瓜因味甜而得名，由于清香袭人故又名香瓜。香瓜是夏令消暑瓜果，其营养价值可与西瓜媲美。香瓜营养丰富，100g含水92.4g，蛋白质0.4g，脂肪0.1g，碳水化合物6.2g，粗纤维0.4g，灰分0.5g，钙29mg，磷10mg，铁0.2mg，胡萝卜素0.03mg，硫胺素0.02mg，核黄素0.03mg，烟碱酸0.3mg，抗坏血酸13mg。其富含维生素C、矿物质、水分、糖分以及芳香物质，用香瓜制成的果醋饮料能保留较多的维生素、食用纤维、有机酸成分等。

香瓜果肉生食，可清热、除烦、解毒，除口臭。小儿饮香瓜汁，对防治软骨病有一定作用。香瓜含有的转化酶可将不溶性蛋白质转变成可溶性蛋白质。而且，香瓜含有葫芦素B能增加肝脏内糖原的储备量，及时补充大脑与血液中的血糖浓度，对人的精力有明显补充作用。多食用香瓜，有利于人体心脏和肝脏以及肠道系统的活动，有促进内分泌和造血机能。它外形美观，色彩鲜艳，口感脆甜，清爽可口，是一种很好的夏季水果。而且香瓜中含有维生素A、C及钾，具有很好的利尿及皮肤美容作用。有实验结果表明，香瓜的成分中含有的“葫芦素”具有抗癌作用，能防止癌细胞扩散。中医认为它具有镇咳祛痰作用的成分，还具有消化作用，对便秘也有效果。香瓜具有清热解暑、消除疲劳、止咳利尿等保健功效。

目前，香瓜主要是鲜吃，对其深加工报道较少。因此，开发研制香瓜果醋，不仅可为果醋类消费市场提供新的果醋品种，也对提高香瓜的经济价值都有十分重要的意义。虽然国内外对水果果醋工艺的研究很多，但对于香瓜果醋工艺条件研究的项目却少有，香瓜果醋加工技术相对缺乏，缺乏深入的研究。目前，只查阅到一篇有关香瓜果醋的研制的论文。

依据对香瓜果醋生产工艺条件的研究，通过对酒精发酵和醋酸发酵过程中各条件进行单因素实验和正交实验优化工艺参数，得到最佳工艺制备香瓜果醋饮料的工艺参数，从而为香瓜果醋实现工业生产提供一定的理论依据。近几年在国内市场果醋饮料的销售量日益增长,并迅速从城市发展到农村。因此开发多种类型的果醋制品势在必行。试验将香瓜汁经酒精发酵和醋酸发酵制成香瓜果醋，果醋不仅具有良好风味和外观，且富含多种营养成分，提高了饮料的生物学价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种香瓜果醋的酿造方法。通过对酒精发酵和醋酸发酵过程中各条件参数的优化，得到了最佳工艺，为香瓜果醋实现工业生产提供了理论依据。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种香瓜果醋的酿造方法，包括以下步骤：

（1）香瓜汁制备：新鲜香瓜分选，清洗，削皮去籽，打浆，得香瓜汁；

（2）糖度调整：加入蔗糖调整香瓜汁糖度至15.0%，90℃灭菌10min，冷却至34℃；

（3）酒精发酵：接入用量为香瓜汁0.3wt%的活性干酵母，于35℃酒精发酵5d，得香瓜酒液；

（4）醋酸发酵：将香瓜酒液的酒精度调整至7.0%，接入用量为香瓜酒液9.0wt%的醋酸菌，发酵温度32℃，摇床转速140r/min，发酵时间5d；

（5）陈酿：完成醋酸发酵的果醋加入2wt%的食盐，存放于洁净密闭的罐体中，常温陈酿30d。

所述的香瓜是湖南省湘西自治州产；

所述的活性干酵母是安琪耐高温酿酒高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）；所述的醋酸菌为沪酿1.01。

本发明的有益效果在于：

1）将香瓜汁经优化后的酒精发酵和醋酸发酵工艺制成了香瓜果醋，果醋不仅具有良好的风味和外观，且富含多种营养成分，提高了饮料的生物学价值；

2）通过对初糖度进行调整，对酒精发酵和醋酸发酵过程中的各条件参数进行优化，得到了最佳工艺，为香瓜果醋实现工业生产提供了理论依据。

附图说明

图1不同酵母接种量对酒精发酵的影响；

图2不同发酵温度对酒精发酵的影响；

图3不同初始糖度对产酒精量的影响；

图4不同酒精添加量下对醋酸发酵的影响；

图5不同温度对醋酸发酵的影响；

图6不同醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响；

图7不同摇床转速对醋酸发酵的影响；

图8-1为的响应面图，图8-2为等高线图；

图9-1为的响应面图，图9-2为等高线图；

图10-1为的响应面图，图10-2为等高线图；

图11-1为的响应面图，图11-2为等高线图。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

实施例1

1.1主要仪器和试剂

1.1.1仪器与设备

FSM-100型分离式磨浆机（上海嘉虹机电有限公司下山后分公司）；WYT手持式糖量计（成都光学厂）；HH-S₂恒温水浴锅（金坛市程辉仪器厂）；SPX-250B-Z生化培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；THZ-82A水浴恒温振荡器（上海领成生物科技有限公司）。

1.1.2原料与试剂

香瓜（湖南省湘西自治州产）；蔗糖（吉首市阳光超市购买）；安琪耐高温酿酒高活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）；醋酸菌（沪酿1.01）；无水乙醇、氢氧化钠为AR级。

1.1.3测定方法

总酸（以醋酸计）：酸碱滴定法（GB/T5009.41-2003）；酒精度：（GB/T10345-2007）；糖度：手持式糖量计（GB/T12295-1990）。

1.2生产工艺

1.2.1活性干酵母活化

称取实验所需用量耐高温活性干酵母，2%糖水35℃～40℃复水15min～20min后，置于28℃～34℃活化1h～2h至大量气泡产生。

1.2.2醋酸菌扩大培养

将1%酵母膏，1%碳酸钙，1%葡萄糖加热溶解，灭菌冷却后加入2%无水乙醇，在灭菌条件下将保藏菌种接入醋酸菌活化培养基中，于32℃恒温振荡培养24h。

1.2.3工艺流程

新鲜香瓜分选、清洗，削皮，打浆，糖度调整，酒精发酵，醋酸发酵，陈酿；

1.2.4操作要点

香瓜汁制备：新鲜香瓜分选，清洗，削皮去籽，打浆，得香瓜汁；

糖度调整：加入蔗糖糖调整香瓜汁糖度至10%～19%，90℃灭菌10min，冷却至34℃；

酒精发酵：加入适量经活化后活性干酵母，于一定温度下酒精发酵11d，至糖度不变结束酒精发酵；

醋酸发酵：向酒精发酵液中加入一定量的醋酸菌，调节温度及摇床转速等条件，于恒温水浴摇床中进行醋酸发酵9d，至酸度不变即完成醋酸发酵；

陈酿、过滤：完成醋酸发酵的果醋加入2%的食盐，存放于洁净密闭的罐体中，常温陈酿30d。

2结果与分析

2.1酒精发酵单因素试验

2.1.1酵母接种量

实验设计了0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%共5个酵母菌接种量进行酒精发酵，糖度13.0%，发酵温度37℃，恒温培养，测定其酒精度随接种量的变化情况，根据实验结果确定酵母接种量范围，实验结果见图1。

由图1可知，随着酵母菌接种量的增加，产酒量发生变化，但产酒量和酵母菌接种量之间不存在线性关系。接种量的大小会直接影响发酵周期，大量接种时，可以缩短延迟期；但接种量过大，营养物质主要用于菌体繁殖，不利于获得发酵产物。当酵母接种量为0.2%时，其产酒量为5.7%；当酵母接种量为0.4%时，其产酒量为6.1%；当酵母接种量为0.6%时，其产酒量为4.2%。从经济节约的角度出发，选择酵母接种量范围为0.2%～0.4%。

2.1.2发酵温度

经活化后的酿酒活性干酵母最适产酒温度为35℃～39℃，实验选用32℃，34℃，36℃，38℃，40℃共5个不同的温度参数对原料液进行酒精发酵恒温培养箱培养，酵母接种量0.3%，初始糖浓度13.0%，发酵时间为11d，根据试验结果确定最佳温度范围，实验结果见图2。

由图2可知，随着发酵温度的升高，产酒速度加快，当发酵温度为36℃时，发酵相对平稳，易于控制，同时发酵速度亦较快，第5d时达到最大酒精产量，因此选择发酵温度范围为35~39℃较合理。

2.1.3发酵初始糖度

实验选用9.0%，11.0%，13.0%，15.0%，17.0%共5个不同的发酵初始糖度参数对原料液进行酒精发酵，酵母接种量0.3%，于35℃发酵7d，每隔1d测定发酵液酒精度，根据试验结果确定最佳糖度范围及酒精度随初始糖度的变化情况见图3。

由图3可知，糖度的高低会直接影响酒精转化率。发酵前期，由于料液中的酵母菌细胞总数还不多，料液中含有少量溶解的氧和充足的营养物质，所以，酵母菌主要进行繁殖，发酵作用不强，酒精和CO₂产量少；主发酵期，酵母细胞已经大量形成，由于料液中的氧气基本消耗完毕，酵母菌基本停止繁殖，而主要进行酒精发酵作用。料液中酒精含量逐渐增多，为酒精的主要生成时期；发酵后期，酒精生成渐渐趋于缓慢。经试验研究后，发现继续提高香瓜糖液糖度，酒精度并没有明显提高，相反还会增加成本。综合考虑，选择酒精发酵糖度范围为11.0~15.0%。

2.2酒精发酵工艺优化

根据单因素试验确定的香瓜酒精发酵工艺参数的适宜范围，选择香瓜果汁酒精发酵的酵母接种量、发酵温度、初始发酵糖度考察因素，发酵5d的条件下，以发酵缪液酒精含量为考察指标进行正交实验，各因素取值表及正交实验表如表1-2所示。

表1酒精发酵正交试验的因素水平表

表2酒精发酵正交试验结果

对表2正交试验结果进行直观分析，A₂B₃C₁为最优组合，即酵母接种量0.3%，初始糖度15.0%，发酵温度35℃。由此判定在上述最优发酵工艺条件下，酒精产量达到最大值8.30%(V/V)。通过极差分析可知，R_A＜R_C＜R_B，其中初始糖度和发酵温度是主要影响因素，酵母菌接种量的影响最小。

2.3醋酸发酵单因素试验

2.3.1酒精添加量

经活化后的醋酸菌的最适产酸温度为28℃-36℃，实验选用0%，2.0%，4.0%，6.0%，8.0%共5个不同的酒精添加量参数，对经酒精后的发酵液进行醋酸发酵，恒温水浴摇床培养，醋酸菌接种量为10.0%，摇床转速发酵140r/min，发酵温度32℃，发酵时间为7d，根据试验结果确定最佳酒精添加量范围，及总含酸量随酒精添加量的变化情况见图4。

由图4可知，当接种量一定时，醋酸含量及其反应速度随起始酒精度增加而提高。但当起始酒精度达到一定值时，反应速度不再增加，继续增加底物浓度，反应速度反而下降。这是因为过高的乙醇浓度对醋酸菌有抑制作用，使产酸量下降，发酵周期延长。因而选择8.0%的起始酒精度比较合适。

2.3.2发酵温度

实验选用28℃，30℃，32℃，34℃，36℃共5个不同的温度参数对经酒精后的发酵液进行醋酸发酵恒温水浴摇床培养，酒精添加量为8.0%，醋酸菌接种量为10.0%，摇床转速发酵140r/min，发酵时间为7d，根据试验结果确定最佳酒精添加量范围，及总含酸量随酒精添加量的变化情况见图5。

由图5可知，随着发酵时间的延长，温度在28℃、30℃、34℃、32℃、36℃条件下的酸度都不断增高，但随着发酵时间的继续延长，在32℃和34℃发酵的酸度差别不大，且有下降趋势，考虑到成本和香瓜果醋口感风味等因素，选择以32℃为醋酸发酵温度。

2.3.3醋酸菌接种量

实验设计6.0%，8.0%，10.0%，12.0%，14.0%共5个醋酸菌接种量进行醋酸发酵。酒精添加量4.0%，摇床转速发酵140r/min，温度32℃，发酵时间7d，水浴恒温摇床培养，测定其总含酸量随接种量的变化情况。根据实验结果，确定醋酸菌接种量范围，实验结果见图6。

由图6分析醋酸菌接种量对醋酸发酵速率影响较大，醋酸菌接种量越高，醋酸发酵的速度相对较快，可缩短繁殖的延滞期。因为菌体繁殖量较多，产酸也较快且多，可避免其他微生物的污染。但醋酸菌接种量过高，菌体细胞的生长会消耗基液中的较多的营养物质，造成底物损失，影响最终的醋酸产量；而且由于营养物质的迅速消耗和较多代谢产物的生成，使菌体细胞所处环境恶化，菌体细胞会较早衰老并发生自溶；酸度过低还易造成杂菌污染。确定适宜醋酸菌接种量为10.0%。

2.3.4摇床转速

由于醋酸菌为好氧菌，发酵过程中需不断通入氧气，采用摇床发酵，发酵前期转速为130r/min，后期转速为140r/min。对影响醋酸发酵的因素进行单因素试验，确定响应面试验时各因素水平。

实验设计了120r/min，130r/min，140r/min，150r/min，160r/min共5个摇床转速进行醋酸发酵，酒精添加量4.0%，接种量10.0%，温度32℃，发酵时间7d，水浴恒温摇床培养，测定其总含酸量随接种量的变化情况，根据实验结果确定醋酸菌接种量范围，实验结果见图7。

由图7分析，当摇床转速过高时，乙醇的挥发损耗量上升，醋酸转化率下降；当转化率过低时，供氧量不足，不能满足醋酸菌的生长和繁殖需求，此时醋酸菌醋化活力低，使发酵周期延长，同样会使乙醇损耗量上升，醋酸的转化率下降。从经济节约的角度出发，选择醋酸菌接种量范围为140r/min~150r/min。

2.4醋酸发酵工艺优化

2.4.1设计方案及试验结果

在单因素试验基础上，采用Box-Behnken中心设计原理，以接种量（X ₁ ）、酒精添加量(X ₂ )、发酵温度(X ₃ )、摇床转速（X ₄ ）等因素为自变量,发酵液醋酸含量为响应值，设计4因素3水平试验，共27个试验点，其中24个为分析因子(1~24)，3个中心试验点(25~27)，中心点重复目的是估计整个试验的纯误差，测定对醋酸发酵效果的影响，优化香瓜果醋醋酸发酵工艺条件参数。试验设计的各因素水平见表3，响应面实验结果见表4。

表3Box-Behnken试验设计因素水平

表4Box-Behnken试验设计及试验结果

2.4.2模型的建立及显著性检验

利用Design-Expert7.0.1软件对表2中试验数据进行二次线性回归拟合，得到数学模型：

模型可靠性可从方差分析结果中考察，从表6可看出模型极显著(P＜0.0001)，因变量与所考察自变量之间的线性关系显著(R²=0.9581)，模型调整确定系数RAdj²=0.9162，说明该模型能解释75.0%响应值的变化，拟合程度较好，失拟项不显著(P＞0.05)，说明本试验所得二次回归方程高度显著，能很好地对响应值进行预测。在考察的所有作用因素中，一次项X ₁ 、X ₂ 、X ₄ 及二次项X ₂ ² 、X ₃ ² 、X ₄ ² 表现为极显著，X ₁ ² 显著，说明它们对响应值影响极大且所考察因素对响应值影响不是简单的一次线性关系。根据表6，影响因素主次顺序为：接种量>摇床转速>酒精添加量>发酵温度。

表5回归统计分析结果

2.4.3响应面分析与优化

通过SAS8.1软件分析，得到下面的响应面图及等高线图，各个因素交互作用对响应值的影响可以直观的反映出来，其中等高线的形状可反映出交互效应的强弱，椭圆形表示两因素交互作用显著，圆形则与之相反。

图8-1、9-1、10-1、11-1表现为椭圆形，说明两因素相互作用明显，当酒精添加量时，随着相应另一因素值的增加，总酸度有最大值，当分别固定另一因素值时，随着酒精添加量的升高总含酸量有最大值，继续升高酒精添加量时总含酸量反而下降。同时沿因素轴向等高线变化密集程度反映因素对响应值影响强弱：等高线变化越密集，该因素对响应值影响越显著，反之越弱。为确定最佳点，再对数学回归模型求一阶偏导，得出优化条件：X ₁ =0.48243，X ₂ =-0.21287，X ₃ =-0.14751，X ₄ =0.43974，此时R1=5.454749；利用编码公式，将上述编码值转变为实际参数为酒精添加量6.98104%，醋酸菌接种量9.02563%，发酵温度31.75302℃，摇床转速152.17980r/min，考虑实际操作性，故选定调整后工艺参数为酒精添加量7.0%，醋酸菌接种量9.0%，发酵温度32℃，摇床转速150r/min。

2.4.4验证性试验

选定工艺参数：酒精添加量7.0%、醋酸菌接种量9.0%、发酵温度32℃、摇床转速150r/min进行三组平行验证性试验，结果总含酸量分别为5.2%、5.5%、5.3%，取平均值为5.33%，与预测值仅相差0.3039%，因此采用响应面分析法优化得到的工艺参数准确可靠，具有较强的实用价值。

3结论

通过单因素实验和L₉(3⁴)正交试验以及响应面分析得到香瓜果醋发酵最佳工艺参数，酒精发酵最佳工艺条件为：酵母接种量0.3%，初始糖度15%，发酵温度35℃。发酵后酒精度最高达到9%。醋酸发酵的最佳工艺条件为醋酸菌接种量9%，发酵温度32℃，酒精添加量7%，摇床转速为150r/min，发酵后其总含酸量达到5.33%。香瓜果醋保留了较多的食用纤维、维生素、有机酸等，具有抗衰老、抗心脑血管疾病、增强机体免疫力等功能。以香瓜为原料开展香瓜果醋酿造条件的研究，既能为人们提供保健醋饮，又可为香瓜新品种的推广以及果农增收起到一定的促进作用，是很有发展潜力的产业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种香瓜果醋的酿造方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）香瓜汁制备：新鲜香瓜分选，清洗，削皮去籽，打浆，得香瓜汁；

（2）糖度调整：加入蔗糖调整香瓜汁糖度至15.0%，90℃灭菌10min，冷却至34℃；

（3）酒精发酵：接入用量为香瓜汁0.3wt%的活性干酵母，于35℃酒精发酵5d，得香瓜酒液；

（4）醋酸发酵：将香瓜酒液的酒精度调整至7.0%，接入用量为香瓜酒液9.0wt%的醋酸菌，发酵温度32℃，摇床转速140r/min，发酵时间5d；

（5）陈酿：完成醋酸发酵的果醋加入2wt%的食盐，存放于洁净密闭的罐体中，常温陈酿30d。