食用仙人掌醋酸发酵饮料的工艺研究
2007-12-18 22:50:48   来源：食品与发酵工业   评论：0 点击：

摘  要：将仙人掌预处理、榨汁、制取仙人掌汁，以实用酒精调配的仙人掌汁为发酵原液，采用醋酸菌进行醋酸发酵。用正交试验设计出最佳的发酵工艺条件。生产的仙人掌醋，经品尝、勾调出含营养和保健功能的醋饮料。

关键词：实用仙人掌；醋饮料；醋酸菌；酒精发酵；醋酸发酵 

仙人掌又名凤尾筋，老鸦舌，观音掌，观章刺等，为仙人掌科所有种类的统称。全世界约有70~110个属，2000余种，多产于美洲干旱荒漠或半荒漠地区，墨西哥有900余种，其中200多种为墨西哥独有的品种。我国于1997年成功引种已驯化的墨西哥实用品种－“米邦塔”，该品种具有无刺或少刺、生命力旺、抗旱能力极强等优点；鲜茎富含矿物质、维生素、多种氨基酸及活性物质。实用仙人掌中的黄铜类物质具有降血糖、降血脂、降血压功效。从仙人掌中提取的“角蒂仙”等成分有防止癌细胞扩散和转移的作用。仙人掌中的一种丙醇二酸有抑制脂肪增长起减肥作用。《中华大辞典》也记载了仙人掌的药效作用：“行气活血、清热解毒、治心胃气病、痞块、痢疾痔血、咳嗽” ^[1~4]。

以仙人掌汁为主要原料经醋酸菌发酵，辅以纯天然营养品蜂蜜制成的时尚醋饮料，既具有仙人掌汁饮料的色、香、味及营养和药用成分，又拥有发酵醋特有的醋香味，是集营养和保健于一体的功能性饮料，倍受消费者的亲睐。 

1 材料与方法

1.1材料

仙人掌: 米邦塔实用品种，采自荆州后湖生物科技园，掌大而厚，四至六月大。

蔗糖，柠檬酸，抗坏血酸（Vc），蜂蜜均为食品级。

菌种：醋酸菌由微生物实验室提供。

1.2主要设备

高速组织捣碎机、生化恒温培养箱、蒸汽消毒器、数显恒温水浴锅、超净工作台、离心机、阿贝折光仪、酒精计。

1.3方法

1.3.1工艺流程^[5,6]（见图1）

 

图1仙人掌汁醋酸发酵饮料工艺流程

1.3.2 工艺要点

1.3.2.1 菌种活化、驯化与发酵剂制备

以米曲汁培养基将醋酸菌活化3次。再分别经10 %、20 %、30 %、40 %、50 %、60 %仙人掌汁的液体培养基，30 ℃，200 r/min振荡驯化3次。

发酵剂制备：将已驯化的醋酸菌经液体试管、三角瓶扩大培养。

1.3.2.2 原料的选择、清洗、消毒

选取嫩绿、肉茎多的仙人掌，剔除刺和无用部分，清洗掉表面灰尘、杂物，用0.5 %的过氧化乙酸浸泡3 min消毒处理，以杀死表面微生物。用消过毒的不锈钢刀切成片状，厚约22 mm。

1.3.2.3 护绿和脱涩处理

仙人掌的护绿和脱色处理参照文献[5]进行。

1.3.2.4 仙人掌原汁的制备

    将仙人掌切碎，放入组织捣碎机中破碎榨汁，所得汁液过滤即得仙人掌原汁。

1.3.2.5 发酵原液的配制

    根据醋酸菌驯化适宜的仙人掌原汁浓度，加适量酒精调配^[6]。经121 ℃蒸汽杀菌20~30 s后，迅速冷却至常温备用。

1.3.2.6 接种发酵

经驯化扩大培养的醋酸菌，以接种量，发酵温度，发酵时间三因素，设置3水平，用L₉（3³）正交试验，筛选醋酸发酵最佳工艺组合。

1.3.2.7 发酵液的过滤、调配

发酵结束的仙醋，经沉淀过滤后添加2 %蜂蜜，7-8 %白砂糖调节风味和口感^[7]。

1.3.2.8 成品：

将调配发酵液装罐封口。在75 ℃下排气5 min后，在85 ℃下杀菌15 min，冷却即得仙人掌醋酸饮料。

2 结果与分析

2.1 醋酸发酵仙人掌汁浓度的确定

    经活化的醋酸菌在不同浓度仙人掌汁的培养基中驯化生长情况如表1。可见醋酸发酵时选择适宜菌种生长的高限仙人掌浓度为50 %。即醋酸发酵原液使用50 %仙人掌浓度。

表1  仙人掌汁对浓度醋酸菌生长的影响

仙人掌汁（%）	0	10 %	20 %	30 %	40 %	50 %	60 %
醋酸菌生长情况	好	好	好	好	好	生长稍微慢点	生长较慢

 

 

2.2  醋酸发酵起始酒精度的确定

不同起始酒精度对醋酸发酵的影响如表2。结果表明酒精浓度为6 °时发酵比较快，发酵酸度也高（24~48 h），故选择起始酒精度为6 °。

表2  起始酒精度对醋酸发酵的影响

起始酒精度（°）	不同发酵时间的酸度（%）
	24 h	48 h	72 h
4 °	1.5	3.7	3.7
5 °	1.2	4.0	4.1
6 °	2.5	4.2	4.4
7 °	1.8	4.0	4.5

 

 

 

 

  

2.3 接种量、发酵温度、发酵时间对仙人掌醋酸发酵的影响

以接种量、发酵温度、发酵时间三因素，设置3水平，仙人掌醋酸发酵正交试验L₉(3³)结果如表3。根据试验极差看，发酵因素影响效果大小为：发酵时间C（R2.4）>接种量A（R0.6）>发酵温度 B（R0.4）；仙人掌醋酸发酵的最佳组合为A₂B₂C₃，最佳工艺参数为接种量为6 %，发酵温度为30 ℃，发酵时间为72 h。 

表3 醋酸发酵的正交试验L₉(3³)结果分析

试验号	影响因素			醋酸(%)
	A接种量（%）  B 温度（℃） C发酵时间（h）
1	1(5)	1 (28)	1 (24)	1.3
2	1	2 (30)	2 (48)	3.8
3	1	3 (32)	3 (72)	3.4
4	2 (6)	1	2	3.6
5	2	2	3	4.2
6	2	3	1	1.2
7	3 (7)	1	3	3.2
8	3	2	1	1.0
9	3	3	2	3.2
K1	2.8	2.7	1.2
K2	3.0	3.0	3.5
K3	2.4	2.6	3.6
R	0.6	0.4	2.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 仙人掌醋酸发酵饮料的调配

根据醋酸饮料要求对仙人掌醋酸发酵原液进行调配。由七人组成评定小组，按照产品的色、香、味和口感等品评，得到仙人掌醋酸饮料配方为蔗糖6 %，蜂蜜2 %，酸度0.3 %~0.4 %。

3 产品质量指标

3.1 感官指标 

外观：淡黄绿色，无悬浮物和沉淀物。

口感风味：酸甜适口，具有仙人掌特有的清香味和发酵醋的酸香味。

3.2理化指标 

可溶性固形物8 %~10 %，总糖6 %，总酸0.3 %~0.4 %。

3.3 微生物指标

    菌落总数≤100个/mL；大肠杆菌群≤3个/100 mL；致病菌没检出。

4 结论

仙人掌醋酸发酵条件为：发酵原液为50 %仙人掌汁，酒精度6 °，醋酸菌接种量为6 %，发酵温度为30 ℃，发酵时间72 h。

仙人掌醋酸饮料配方为：蔗糖6 %，蜂蜜2 %，总酸0.3 %~0.4 %。

 

参考文献

[1] 江苏新医学院．中药大辞典[M]．上海：上海科学技术出版社，2000，663- 664

[2]  黄衍强．防癌抗癌吃什么[M]．1997，206

[3] 薛颖，张宝海，余曙辉．新兴蔬菜营养保健食谱[M]．北京：中国农业出版社，2001，197-199

[4] 马立安，江涛，汤钦林．仙人掌的营养保健价值与开发[J]．食品研究与开发，2002，23（2）：50-51

[5] 梁平，赖凤英，马立安．仙人掌汁乳酸发酵饮料的研制[J]．广西轻工业，2003，（3）：20-22

[6] 吴忠会．大枣发酵醋酸饮料的研制[J]．饮料工业，2006，9（10）：14-16

[7] 候建平．饮料生产技术[M]．北京：科学出版社，2004，128-144