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《食品工業雜志》2014年第八期

1材料與方法

1.1菌種活化

1.1.1釀酒高活性干酵母稱取所需量的活性干酵母，在35℃~40℃下，用2%的蔗糖水復水15min~20min，然后將溫度降至34℃，活化1~2h，有大量氣泡產生時即可使用。

1.1.2醋酸菌配制1%酵母粉，1%葡萄糖的培養基，并分裝于若干在三角瓶中。0.1MPa，121℃高壓蒸汽滅菌20min，冷卻至30℃。無菌條件下每個三角瓶中加入4%食用酒精并接種醋酸菌種，30℃，200r/min條件下搖床振蕩培養48h~72h，得到醋酸菌種子液。

1.2分析檢測方法可溶性固形物含量檢測：折光法；還原糖（以葡萄糖計）含量檢測：快速菲林法；酒精含量檢測：蒸餾法；總酸（以醋酸計）含量檢測：氫氧化鈉滴定法；pH檢測：酸度計法；總黃酮含量測定：紫外分光光度法[5-6]。

1.3釀造工藝

1.3.1工藝流程試驗在傳統工藝的基礎上采用改進的酶法工藝來釀制葛根醋，其工藝流程為：水高溫α-淀粉酶糖化酶干酵母活化↓↓↓↓葛根粉→糊化→液化→糖化→酒精發酵→醋酸發酵→過濾→產品↑醋酸菌活化

1.3.2操作要點

1.3.2.1糊化在15L發酵罐中加入8L水，將發酵罐升溫至85℃以上，葛根粉與水按1∶4（kg/L）的比例調和，即加入2kg葛根粉，不斷攪拌1h，直至葛根粉基本溶解，呈漿狀，保證淀粉充分糊化。

1.3.2.2液化向糊化液中加入1.5gCaCl2，pH調至5.8~7.8之間，將發酵罐溫度升至95℃，加入高溫α-淀粉酶，適當進行攪拌，恒溫液化，用碘指示劑檢測酶解液是否液化完全，加入碘指示劑無藍色出現，則液化完全。

1.3.2.3糖化確定液化完全后，將發酵罐溫度降至55℃~65℃之間，調節溶液pH至4.0~4.5，加入糖化酶，進行糖化。糖化完成后，檢測固形物含量及糖度（還原糖）。

1.3.2.4酒精發酵適當稀釋葛根糖化液，調整葛根糖化液糖度（總糖）為12%~16%，加入活化好的釀酒高活性干酵母進行發酵。每隔12h檢測發酵液的糖度、酒度。將發酵完全的葛根酒醪靜置沉降數天，取上層較清的葛根酒液備用。

1.3.2.5醋酸發酵采用液態半連續發酵，發酵罐空罐滅菌后，加入按工藝要求配制的發酵醪液，0.1MPa滅菌20min，待溫度下降至65℃時，向罐中加入葛根酒，待溫度下降至30℃，開啟自動控溫，并開始通氣。當罐內溫度穩定在30℃左右，接入10%活化好的醋酸菌種子液，測定發酵液的酒度和酸度；根據總濃度理論（將酒度和酸度去掉單位作純數值的求和得到一個數值，該值就稱為該發酵液的總濃度），在發酵周期的末期，當理論酒精度達到卸料點0.5%時，放出部分醋酸發酵液。同時，向罐中補充相同體積的葛根酒，下一周期隨即開始。每隔4h檢測發酵液的酸度、酒度[7]。

1.4最優工藝條件的確定對原料的液化工藝，進行一段法液化與兩段法液化的比較；對影響糖化工藝的因素進行正交試驗，以最終還原糖量為指標，確定適宜的工藝技術參數；對影響酒精發酵和醋酸發酵的因素進行單因素試驗，以最終酒精度和總酸量為指標，確定最優工藝條件。

2試驗結果與討論

2.1液化工藝由于后期的醋酸發酵階段會出現大量泡沫，導致溢罐現象出現，嚴重影響了正常發酵，降低了原料利用率。出現大量泡沫，導致溢罐現象的主要原因有可能是前期的液化效果較差，糊精量殘留過多，因此，在此對液化工藝進行了改進，采用兩段液化法，并將原本的一段液化法與改進的兩段液化法進行了比較[8]。

2.1.1一段法液化

2.1.2兩段法液化由表1可以看出，采用一段液化法，醋酸發酵階段幾乎每批都會產生大量泡沫，甚至導致溢罐，而采用兩段液化法，基本不會出現溢罐現象，并且最后的成品都較易過濾，濾液澄清。兩段液化法的第一段液化斷裂淀粉分子，變為糊精，淀粉在高溫下完全分散，后面再經過二次液化，就可以將淀粉液化得比較徹底，酒精發酵和醋酸發酵比較順利，最后的過濾也較易進行。然而，一段液化法卻沒能讓淀粉完全分散，淀粉微粒的中心部分未被液化，所以液化效果差。酒精發酵屬于厭氧發酵，不用通氣，CO2的排出相對較少，所以酒精發酵相對正常，但醋酸發酵是在大量通風條件下進行的，過多的糊精使發酵液黏度增加，空氣在發酵液中停留時間增加，氣泡小且多，容易造成溢罐。

2.2糖化工藝糖化是葛根醋生產中的重要工序，糖化是否徹底決定著酒精發酵是否成功。在所用糖化酶最適的pH條件下，以糖化酶用量、糖化溫度和糖化時間為主要考察因素，對糖化工藝條件進行試驗，以糖度（還原糖）為評價指標，對糖化工藝條件進行優化，各因素水平取值見表2，正交試驗結果見表3。根據表3，采用直觀分析法比較3個因素的極差R值大小可知，各因素對試驗指標影響的主次順序是B＞C＞A，即糖化溫度影響最大，其次是糖化時間，而糖化酶用量影響最小。由各因素均值的大小可知，因素優水平組合為A3B2C2，即糖化工藝的最優條件為：糖化酶用量4mL、糖化溫度60℃、糖化時間2h。

2.3酒精發酵加入檸檬酸調整糖化液pH至4.0左右，溫度30℃，以酵母接種量和糖度（總糖）為考察因素，以酒精度為評價指標，對酒精發酵工藝條件進行優化，試驗結果見表4。由結果分析可知，酵母接種量為0.3%、糖度（總糖）16%時效果最好。

2.4醋酸發酵由圖1可知，發酵啟動階段48h后出現明顯產酸，發酵進行72h后趨于穩定，開始第1次分割補料。分割量不宜過大，以確保留有一定的菌體量，為了讓產酸速率最大化，確定35%為合適的分割量，分割時酸度穩定在7.0g/100mL附近，周期不超過24h，平均產酸速率為1.1g/（L•h）；醋酸產率可達90%以上，但是由于罐內發酵液的酸度一直保持在較高水平，較大的通氣量會將一部分易揮發酸隨尾氣帶出，而15L的小型發酵罐沒有尾氣回收裝置，因此醇酸轉化率僅為80%左右，導致原料利用率較低；但是在工業生產中此問題能得到有效解決，醇酸轉化率將大幅提高[7]。

2.5后處理

2.5.1加鹽醋酸發酵結束后，葛根醋酸度可達7.0g/100mL，此時加入1%~2%的食鹽，抑制醋酸菌等不耐鹽菌的生長，同時避免醋酸繼續氧化分解生成二氧化碳和水，可以起到增加產品的風味作用。

2.5.2過濾常用的分離設備有離心機和過濾機等，為了比較這2種不同過濾工序對成品醋感官效果的影響，先將葛根醋靜置，用4層紗布進行粗濾，再經平均孔徑為2μm~5μm砂芯漏斗抽濾，過濾后的葛根醋澄清度提高，色度下降明顯，可溶性固形物、總酸、有機酸變化很小，不影響主要風味物質，感官品質明顯提高；經離心機8000r/min離心20min效果雖然好于前者，但是成本較高，不利于工業放大生產[9]。

3產品質量指標

3.1感官指標色澤呈淺黃褐色，澄清透明、有光澤、均勻一致、無懸浮物及沉淀物；具有釀造食醋香味及葛根特有的清香味，酸味柔和純正，濃郁醇厚，無異味。

3.2理化指標總酸（以醋酸計）≥7.0g/100mL；酒精體積分數≤0.5%；還原糖（以葡萄糖計）≥1.2g/100mL；砷（以As計）≤0.5mg/L；鉛（以Pb計）≤1.0mg/L。

3.3微生物指標細菌總數≤100個/mL；大腸桿菌≤3個/100mL；致病菌不得檢出。

3.4黃酮含量葛根醋液中總黃酮含量達19.5mg/100mL。

4結論與討論

以野生葛根粉為原料，采用液態發酵法釀造葛根醋，原料用量葛根粉與水的比例為1∶4（kg/L），糊化1h，加入CaCl2，在95℃條件下，加入2mL高溫α-淀粉酶液化1h，再加1mL，液化30min；糖化的最佳工藝為：糖化酶用量4mL、糖化溫度60℃、糖化時間2h；酒精發酵的最佳工藝條件為：酵母接種量為0.3%、糖度（總糖）為16%，30℃發酵4d；醋酸發酵的最佳工藝條件為：半連續發酵，溫度為30℃，接種量為10%，分割量為35%，發酵6d，所得葛根醋酸度可達7.0g/100mL。

此工藝所釀造的葛根醋綜合了葛根和食醋的功能，市場前景廣闊良好，但由于工藝采用的是純種液態發酵，故而在風味上有所欠缺，考慮采用多菌種混合發酵，添加蛋白、蜂蜜、檸檬酸及果膠分解酶、陳釀等措施改善產品品質，做成葛根保健醋飲料，開拓了野生葛根資源綜合開發利用的新途徑。

作者：李歷郭會明洪厚勝單位：南京工業大學理學院南京工業大學生物與制藥工程學院南京匯科生物工程設備有限公司