玫瑰醋糖化与酒精发酵过程工艺参数优化的研究

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浙江玫瑰醋因色泽呈鲜艳透明的玫瑰红色而得名,其以大米为原料,利用自然界中的霉菌、酵母菌、细菌等野生菌株,采用表面静置液态发酵法发酵而成。但是静置液态发酵法存在生产周期长,原料利用率低,质量不稳定等问题,大大影响玫瑰醋的产量与质量。因此,迫切需要对浙江玫瑰醋的传统工艺进行改进,而液态深层发酵制醋以成本低、产能大,且为纯种发酵,研究问题易入手等优点成为现代制醋业的发展趋势。但此方法由于生产周期短,原料单一,缺乏固态制醋中的各种酶系,所以风味相对较差。因此,改善液态法食醋的风味品质也成为亟待解决的问题。鉴于上述原因,本研究从玫瑰醋的糖化与酒精发酵出发,采用黑曲霉液体曲糖化发酵,提高淀粉利用率,为后续发酵提供还原糖,同时生成一些呈味物质的前体物质;酒精发酵阶段采用乳酸菌和酵母菌共发酵,提高玫瑰醋中有机酸和挥发性风味成分的含量,使液态发酵法玫瑰醋在香气成分上与传统的表面发酵法相接近。研究结果如下:1.黑曲霉AS3.4309液体曲产糖化酶条件的优化。采用糖化力较强的黑曲霉进行液态培养,在单因素试验的基础上,采用四因素三水平正交试验对其产糖化酶的培养条件进行优化,得出该菌株产糖化酶的最优培养基组成为:玉米粉15%,玉米浆7%,麸皮5%,豆粕粉2%,(NH42SO4 0.15%;培养条件为:接种量10%,发酵液起始pH4.5,30℃,200r/min,摇瓶培养7d,最高酶活力达到1294.52U/g。2.将黑曲霉液体曲应用于玫瑰醋的糖化,研究其对糖化过程中淀粉转化率的影响。实验结果表明,黑曲霉液体曲糖化的最佳条件为:接种菌龄48h,接种量8%。糖化后的醪液甜味突出,品质最好,且与同等条件下双酶法糖化相比较,淀粉转化率提高了11.49%。3.乳酸菌发酵提高玫瑰醋中乳酸含量的研究。以乳酸菌AS1.130为出发菌株,研究发酵温度、起始pH和接种量对发酵过程中乳酸积累的影响。结果表明,最佳的乳酸菌发酵条件为:发酵温度30℃,起始pH4.0,接种量3%。发酵过程酒精度可达6.6%,总酸度可达4.95g/100mL;乳酸含量可达414.16mg/100mL,相比未添加乳酸菌发酵(116.30mg/100mL),提高2.56倍,接近固态发酵醋中乳酸的含量。4.采用乳酸菌/酵母菌共酵,提高玫瑰醋中有机酸和挥发性风味成分含量的研究。以菌株1,2,3,4(1:K氏酵母,2:球拟酵母AS2.202,3:假丝酵母AS2.1182,4:乳酸菌AS1.130)为出发菌株,研究不同组合方式1234,123,12,1对玫瑰醋发酵过程和呈味成分生成的影响。通过HPLC和HS-GC-MS对有机酸和非挥发性含量的测定,结果表明:不同组合方式对玫瑰醋的发酵过程无显著性影响,酒精度可达5.5%,酸度可达4.5g/100mL;其中组合方式1234发酵玫瑰醋中非挥发性有机酸含量最高,且柠檬酸和酒石酸是其他组合方式发酵所未含有的;挥发性风味成分尤其是3-羟基-2-丁酮、苯乙醇等特征性风味的含量明显高于其他三组。5.采用HS-SPME-GC-MS法分析鉴定玫瑰醋中的挥发性风味物质。本研究采用HS-SPME制备样品,利用GC-MS方法分离鉴定改进液态玫瑰醋与传统玫瑰醋中的挥发性风味物质,试验筛选了SPME萃取头,优化了SPME操作条件。用85μmPA萃取头,于40℃下对醋样顶空吸附30min,240℃下解吸5min,采用GC-MS对解吸物质分离鉴定。玫瑰醋的分析结果表明:其主要香气成分是醇、酸、酯、醛、酮、酚类和其他的杂环类化合物。在改进的玫瑰醋中酸类、酯类、醇类、醛类的含量较高,主要香气成分是苯乙醇、乙酸、乙酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、3-甲基丁酸、3-羟基-2-丁酮、5-乙基二氢-2-(3H)呋喃酮。这些香气成分含量较高,香气阈值较低,对玫瑰醋的香气贡献最大,构成了玫瑰醋的特征性风味。通过试验,改进醋(黑曲霉液体曲糖化发酵醋和乳酸菌/酵母菌组合1234发酵醋)的风味与传统表面发酵醋的风味最为接近,达到改进液态发酵醋风味的目的。
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