果醋的发酵工艺

果醋发酵工艺的概述丁宁（中央民族大学北京100081）摘要：随着社会经济的发展，人们的生活水平有所提高，更加注重于追求健康养生。果醋是新生的一种醋饮料，是以水果为原料酿造而成的。果醋含醋酸5%~7%，与粮食醋相比，具有更好的芳香风味、更丰富的无机盐和维生素，以及更加良好的保健作用。文章通过文献查阅方式以及课程了解，概述了果醋发酵工艺的原理流程、发酵方式、功能价值以及目前市场上的果醋类型，旨在更进一步地认识果醋发酵工艺，为果醋的研究开发提供一定的参考依据。关键词：果醋；关键技术；工艺流程；功能效用；TheOverviewofFruitVinegarFermentationDINGNINGCollegeofLifeandEnvironmentSciencetoMinzuUniversityofChinaBeijing100081Abstract：Withthedevelopmentofsocialeconomy,people'slivingstandardsalsoimprovedandpayattentiontohealthpreservation.Fruitvinegarisanewkindofvinegardrinks,madefromavarietyoffruitsasrawmaterials.Itcontainsaceticacid5%~7%,ismuchbetterthanfoodvinegarinflavor、inorganicsalt、vitaminandhealthfunction.Inthispaper,throughthewayofliteraturereviewandthecourse,summeduptheprincipleoffruitvinegarfermentationprocess,fermentationmethods,functionvalue，andfruitvinegartype,aimedtohavefurtherunderstandingoffruitvinegarfermentationtechnologyandprovidecertainreferencefortheresearchanddevelopmentoffruitvinegar..Keywords:FruitVinegar;KeyTechniques；Steps；FunctionValue；前言根据相关资料记载人类生产食用果醋已有7000年的历史,比粮食醋早3800年[1]。17世纪后欧美的食醋则以果醋为主,如美国的苹果醋,法国的红白葡萄醋等[2]。早在我国夏朝时期，由于粮食生产不足，人们就将野生水果堆积在一起自然发酵制成了果酒饮用，但是酒精在空气中极易被醋酸杆菌氧化为醋酸，这就形成了最早的果醋。西方果醋的最早记载是纪元前5000年的古巴比伦时代，利用蜜枣、葡萄酒或麦酒制作果醋。西元18-19世纪时，欧洲人外出旅游时，随身携带果醋；饮水前必先在水中滴几滴醋，杀菌、消毒以预防传染病。17世纪以后欧洲各国结合各自的物产和饮食习惯生产出不同品种的果醋，如意大利的香醋（Balsamicvinegar）和传统香醋（Traditionalbalsamicvinegar）、西班牙的雪利醋（Sherryvinegar）、法国的香槟醋（Champagnevinegar）等。近年来,由于果醋含有丰富的营养成分且具有美容养颜促消化、软化血管降血脂等保健功效,备受推崇,因此对于果醋的开发也日益受到关注。目前，我国用水果酿醋的企业不多、规模不大。发达国家如美国推出苹果醋(Cidervinegar)，法国推出葡萄酒醋（Grapevinegar），英国则推出麦酒醋(Maltvinegar)和啤酒醋，而德国的速酿醋也很有特点。日本人对果醋更是情有独钟，推崇备至；早在上世纪70年代末就将果醋纳入国家标准，日本的果醋生产规模很大。近年来，果醋作为一种保健饮料在美国、英国、加拿大、东南亚、日本等国发展很快；如欧共体国家葡萄醋年产量达143000吨，美国苹果醋年产量达54000吨，占食醋总产量的1/4；英国苹果醋年产量0.1亿升，占食醋产量的10%；日本果醋消费量占总食醋量的30%。[3-4]由于我国人口众多，果醋及人均产量较低，随着人们生活水平的提高，健康意识的增强，融营养、调味和保健功能为一体的果醋饮料市场需求量将与日俱增，因此果醋具有广阔的市场前景。[5-6]1.果醋1.1果醋的定义果醋是以水果或果品加工下脚料为主要原料,利用现代微生物生物技术酿制而成的一种营养丰富、风味独特的酸性调味品。果醋富含钾、锌、有机酸和人体所必需氨基酸等多种功能因子,保健性能高于粮食醋[7]果醋果香浓郁、富含果酸、风味和口感都比食醋好[8],兼有水果和食醋的营养保健功能,是集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。1.2果醋的发酵机理果醋发酵和食醋发酵一样，是有关微生物进行生命活动的过程，是微生物代谢过程中产生的生物化学反应的结果。其生化过程主要分为两个阶段，第一阶段是糖在厌氧条件下发酵生成酒精；第二阶段是酒精氧化成醋。在上述过程中除了生成醋酸外，还有其他的有机酸生成，并存在着酯化反应，使果醋具有香味。1.2.1酒精发酵酵母菌通过其酒化酶系，在无氧条件下，经EMP途径把萄萄糖转化为酒精和二氧化碳，完成酿醋过程中的酒精发酵阶段[9]。糖酵解途径（EMP途径）是真核生物界和许多原核生物中普遍存在的葡萄糖代谢途径，糖酵解途径是酵母代谢葡萄糖的唯一途径。葡萄糖和果糖通过EMP途径转化为丙酮酸，在酵母中，丙酮酸转化为乙醛，由乙醛作为最终的电子受体而生成酒精。1.2.2醋酸发酵醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力。醋酸发酵是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成乙酸的过程。乙醇氧化过程分为两个阶段：首先，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下氧化生成乙醛；然后，乙醛在乙醛脱氢酶的作用下氧化生成乙酸。按照醋酸菌的生理生化特性，可将醋酸杆菌分为醋酸杆菌属和葡萄糖氧化杆菌属两大类。醋酸杆菌主要作用是将酒精氧化为醋酸，在缺少酒精的醋醅中，会继续把醋酸氧化成二氧化碳和水，也能微弱氧化葡萄糖为葡萄糖酸。[10].1.3果醋发酵关键技术1.3.1关键流程材料制汁(破碎、酶解)—成分调整—酒精发酵—醋酸发酵—澄清、灭菌1.3.2要点前果汁制备:一般选取充分成熟的果实,成熟度过低或过高都会影响成品品质。果实的破碎有利于可溶性成分的抽提,果胶酶可以分解果实中的果胶物质,有利于果汁中固形物的沉降,提高了出汁率。酶解的同时,一般需要添加SO2[11],它可以阻碍和破坏果实中的氧化酶,同时又抑制多酚氧化酶的活性,具有防腐、御氧、澄清、溶解等作用,有利于储存,但同时SO2也是一种选择性杀菌剂,能够抑制微生物,影响发酵。鲜果酒精浸泡不进行酒精发酵,无须添加SO2但浸泡酒没有酵母菌参与,有机酸只是果实中所含的柠檬酸、苹果酸、酒石酸等,酒体中也不含脂类类物质,因此用其发酵的果醋存在口味尖酸、不柔和的缺点。所以,一般釆取鲜果发酵,同时控制好SO2添加量。酒精发酵(前发酵):酒精发酵所用微生物为酵母菌,在通气条件下细胞繁殖;不通气条件下进行发酵,利用酵母菌在无氧条件下经EMP途径,将糖转化为丙酮酸,在酵母中,两酮酸转化为乙酸,由乙酸作为最终的电子受体而生成酒精。酒精发酵主要产物是乙醇和CO2,但同时也产生许多发酵副产品,主要有醇、醒、酸和醋四大类化学物质,这也是醋中风味物质的前体物质[12]。酒精发酵是醋酸发酵的前提,其影响因素主要为糖度和温度。糖是酒精发酵的重要基质原料,糖度的高低会直接影响到酒精转化率,糖度高时产生的酒度也相对较高,但是糖度过高微生物发酵反而受到抑制,不能完全利用原料而造成浪费。温度作为酵母生长繁殖的重要条件,直接影响到发酵的结果。在较低温度条件下,酵母繁殖速率较慢,最后的酒精含量低;而温度过高时,酵母发酵速度很快,消耗同样多的糖,最后酒度却很低。醋酸发酵(主发酵):醋酸发酵是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成乙酸的过程。醋酸发酵过程中,乙醇在乙醇脱氢酶的催化下,氧化成乙酸,通过吸水形成水化乙酸,再由乙酸脱氢酶氧化成乙酸。醋酸杆菌不仅能将乙醇氧化成醋酸,而且还能氧化一系列的其他化合物,因此选育良种是酸造风味果醋的主要途径之一。目前,液态发酵多选用AS1.41作为醋酸发酵阶段的主要发酵菌株,其适宜温度31℃发酵温度36-37°C,耐酒精体积分数8%产醋酸量6%~8%。此外,醋酸发酵的影响因素还包括,温度、酒精度、接种量等因素,果醋发酵由于果实中的糖酸比不同,所以对于发酵好的果酒必须进行适度调节,使环境适合醋酸菌的生长与繁殖,从而制备出酸度适宜的果醋。澄清、灭菌:为提高果醋的稳定性和透明度,釆用澄清剂等方式对果醋进行澄清处理;釆用瞬时杀菌法进行灭菌,除去果醋中的微生物,以达到食用果醋的卫生要求。[13]2.果醋发酵工艺[18]果醋发酵工艺按其发酵状态可分为固态发酵法、液态发酵法和固-液发酵法2.1固态发酵法这种方法是比较传统的发酵方式，特点是采用低温糖化和酒精发酵,应用多种有益微生物协同发酵,配用多量的辅和填充料,以浸提法提取食醋。成品香气浓郁,口味醇厚,色深质浓,但发酵周期长,劳动强度大,出品率低。流程：果品原料→清杂、除烂→清洗→破碎→加稻壳→接种酵母菌→拌匀→固态酒精发酵→加麸皮、稻壳→接种醋酸菌→固态醋酸发酵→淋醋→灭菌→陈酿→果醋2.2液态发酵法液态发酵法即醋酸发酵时物料呈液态的一种酿醋工艺[14]，目前生产上多采用此法。采用液态发酵工艺生产果醋可以改善生产条件,减少杂菌污染机会,提高机械化程度和劳动生产率,不用填充料、原料利用率高达65%-70%,扩大了原料的选择范围,产量高,生产周期短[15],等优点。液态发酵又分为深层发酵和表面发酵,采用液态深层发酵,工艺虽先进,但主要以鲜果汁为原料,且对菌种、设备要求都很高,建厂投资也大,产销量都未形成局部气候,其影响和优越性尚未充分发挥;若采用液态表面发酵,则比深层发酵的效率低10-20倍[16]。总之液态发酵果醋风味，色泽及体态较固态发酵工艺生产的果醋要差一些。流程：果品原料→清杂、除烂→清洗→破碎、榨汁→过滤除渣→粗果汁→成分调整→接种酵母→液态酒精发酵→接种醋酸菌→液态醋酸发酵→过滤→除菌→陈酿→果醋2.3固-液发酵法一般为前液后固，提高了原料的利用率;提高了淀粉质利用率、糖化率,酒精发酵率;采用液态酒精发酵、固态醋酸发酵的发酵工艺;醋酸发酵池近底处设假底的池壁上开设通风洞,让空气自然进入,利用固态醋醅的疏松度使醋酸菌得到足够的氧,全部醋醅都能均匀发酵;利用假底下积存的温度较低的醋汁,定时回流喷淋在醋醅上,以降低醋醅温度调节发酵温度,保证发酵在适当的温度下进行[17]。流程：果品原料→切除腐烂部分→清洗→破碎、榨汁→过滤除渣→粗果汁→接种酵母→液态酒精发酵→加麸皮、稻壳→接种醋酸菌→固态醋酸发酵→淋醋→灭菌→陈酿→果醋3.果醋的功能效用目前已开发生产的果醋主要有苹果醋、香蕉醋、枣果醋、山楂醋、葡萄醋、柑桔醋、梅子醋、龙眼醋、芒果醋、猕猴桃醋、枸杞果醋、桑果醋、无花果醋、李醋、桃醋、木瓜果醋、菠萝醋、沙棘果醋等[19]，由于广阔的市场前景和发展潜力，果醋的功能效用研究也得到了广泛关注。相关资料研究表明，果醋有以下功能效用：[20-23]（1）调节体内酸碱平衡，减缓疲劳，消除肌肉疼痛。果醋含有丰富的醋酸、玻拍酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸以及醇类、酯类、维生素、矿物质和其它生物活性物质。其中果醋中的有机酸、矿物质能有效调节人体内的酸碱平衡。另外，果醋中的醋酸等进入机体后，可以促进有氧代谢，起到消除疲劳的保健作用。（2）调节代谢，提高机体免疫力，延缓衰老。果醋具有肝脏的解毒机能，调节血液循环系统，有提高人体的免疫力的功效。果醋中含有丰富的维生素C，可清除人体内的过氧化自由基，防止细胞衰老。果醋微酸性对皮肤有柔和的刺激作用，可以平衡皮肤酸碱度，控制油脂分泌。同时，果醋可以使碳水化合物与蛋白质等在体内新陈代谢顺利进行，使人体内过多的脂肪燃烧，防止堆积，抑制和降低人体衰老过程过氧化脂