紅棗保健醋的研制

王潔茹，吳曠雷，朱星宇，敖曉林，郭東起

（1.塔里木大學生命科學學院南疆特色農產品深加工兵團重點實驗室，新疆阿拉爾 843300；2.新疆葉河源果業股份有限公司，新疆圖木舒克 844000）

紅棗是我國獨特的果蔬資源，是集醫藥、食品、保健等多功能于一體的一種干果。紅棗相較于其他水果，含有豐富的蛋白質、脂肪，以及鈣、鐵、磷等礦物元素，且其糖含量是普通水果的2倍，除此以外，紅棗中富含人體必需的18種氨基酸，能夠調節人體氣血、改善脾胃功能，對肝臟等重要器官也有一定保護作用，還能增強肌肉力量等[1-4]。截至目前，我國新疆的紅棗種植面積已達到5×105hm2，其年產量也達到了3×107t，可以說紅棗生產已經變成新疆主要林果發展產業之一。但相較于生產，新疆在紅棗加工方面仍較薄弱，新疆紅棗加工普遍停留在初級階段，加工出的成品多為工藝簡單的干制品，如干棗、棗片、棗粉等，制出的紅棗飲料占紅棗制品整體比例較小，且加工深度不夠、附加值很低。

紅棗醋富含大量營養物質，如維生素、礦物質、氨基酸等，能夠調節和維持人體的電解質平衡，促進機體的正常代謝，還具有預防高血壓、高血脂和糖尿病等心血管疾病，防癌抗癌、延緩衰老等功效[5]。因此，隨著當今社會對健康的重視程度逐漸提高，棗醋飲料的開發前景也更加廣闊。

試驗以新疆駿棗為原料，旨在通過單因素試驗和正交試驗，采用液態發酵工藝[6-8]，對南疆市售駿棗進行深加工，研究出一款營養豐富、口感優良、風味獨特的紅棗醋。以期填補紅棗醋相應研究的空缺，為紅棗醋產業化的形成提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

南疆駿棗，購于新疆阿拉爾市市場；安琪果酒專用酵母（SY），Angel Yeast Co.Ltd提供；Shanghai Brewing 1.01，上海迪發釀造生物制品有限公司提供；乳酸菌，北京川秀科技有限公司提供。

1.1.2 儀器設備

EL204-IC型電子天平，上海延恒實業有限公司產品；PHS-3C型PH計，成都領度儀器有限公司產品；HPX-9162MBE型電熱恒溫培養箱，上海子期實驗設備有限公司產品；LHS-150HC-II型恒溫恒濕培養箱、BSD-150型振蕩培養箱、SHA-C型恒溫振蕩水槽、CDZF-50KB-II型立式壓力蒸汽滅菌器、GC-2014C型氣相色譜儀、PAC-1POCKET REFRACTOMETER等。

1.2 方法

1.2.1 指標測定方法

可溶性固形物的測定，采用阿貝折光儀[9]；酸度的測定，采用酸堿滴定法[10]；酒精含量的測定，采用氣相色譜法[11-12]；紅棗醋的感官評定，采用參照NY/T 2987—2016；pH值測定方法，采用pH計測定計數。

確定棗醋的理化指標測定方法：按照國家生產醋的標準（GB 18187—2000），測定成品棗醋的總酸含量（以醋酸計（g/L）） 和可溶性固形物含量（%）。

1.2.2 工藝流程

原料的篩選→清洗→熬煮→破碎→濃縮提糖→過濾→酶解→調酸→殺菌→酒精發酵（安琪牌果酒專用酵母）→醋酸發酵（迪發牌醋酸菌）→殺菌→陳釀→過濾→裝瓶→滅菌→成品。

1.2.3 操作要點

（1）原料處理。從干制后的紅棗中選出干凈無腐爛的棗子，用流動自來水沖洗2遍，再用純凈水清洗1遍。鍋中放入一定質量清洗干凈的紅棗，加入10倍質量的純凈水，大火熬煮。待紅棗吸收水分變得圓潤膨脹后，將紅棗去核破碎處理，繼續熬煮。

（2）調糖調酸。經過破碎的紅棗，在鍋中繼續用穩定火力進行熬煮，每10 min用手持糖度計測定糖度。繼續熬煮后鍋中的紅棗汁中水分會不斷蒸發，隨著水分的蒸發，紅棗汁的糖度則逐漸上升，待糖度升到18%時關火，冷卻后放涼。冷卻后的紅棗汁的糖度可能相比之前會有所增加，如果糖度較之前有所上升，則再向紅棗汁中加入純凈水，將最終糖度調整至18%。調糖后的紅棗汁進行取樣，用pH計測定其pH值，試驗過程中熬煮出來的紅棗汁的pH值一般都在4.5左右，取適量的檸檬酸，用純凈水溶解后，逐漸加入到紅棗汁中，每加1 mL測定一次pH值，直至pH值調到4.0左右。

（3） 酵母的活化。將蔗糖、酵母、水按照5∶1∶25的體積比充分混合制備酵母的活化液，并將其置于30℃恒溫培養箱活化2 h。

（4） 大棗汁的酒精發酵[13-15]。將活化的液體酵母菌液與冷卻至室溫的滅菌紅棗汁連接，并密封壇口。在特定的溫度下，讓棗汁進行發酵。每天檢測糖含量，以監測其糖含量的變化。當監測確認發酵體系內的糖含量保持穩定時，則認為發酵完成。

（5）醋酸菌的活化。配置酒精質量分數達到6%的棗汁發酵液，量取200 mL發酵液接種劑量為10%的醋酸菌，接種后采用3層紗布密封，于32℃的條件下，以搖床轉速160 r/min振蕩培養2 d。

（6） 棗汁的醋酸發酵[16-18]。酒精發酵完成后，將活性液體醋酸菌菌液加入到紅棗汁中，置于恒溫振蕩培養箱，在一定溫度下進行醋酸發酵。同時，每天測定其pH值。發酵結束的標志是發酵酸度不再升高，發酵液在90℃下滅菌30 min。

（7） 飲料混合[19-21]。制備100 mL果醋飲料，紅棗原醋用量5 mL，紅棗汁用量15 mL，檸檬酸用量0.3 g，乙基麥芽酚用量0.06 g，甜蜜素用量0.01 g，木糖醇用量0.02 g，調味糖漿用量5 g。

（8）紅棗醋的過濾、殺菌、灌裝、冷卻。陳釀過后的紅棗醋經過靜置后澄清，再經抽濾除去其中的固形物和雜質，設置90℃的滅菌溫度充分殺菌30 min，殺菌后立刻灌裝，冷卻后即為成品。

2 結果與分析

2.1 紅棗醋酒精發酵工藝的確定

2.1.1 酵母菌接種量的確定

在棗醋的加工工藝中，酵母菌接種量的多少對棗酒成品的感官指標具有重要影響。設定30℃為棗醋的發酵溫度，分別按照0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的接種量接種酵母菌，酒精發酵時間為8 d，通過此單因素試驗分析酵母菌含量對棗酒發酵效果的影響。

酵母菌接種量對酒精發酵的影響見圖1。

由圖1可知，隨著酵母菌接種量的增多，棗汁中的酒精度呈現出先升高后下降的趨勢，且在棗汁的酵母接種量為0.3%時，棗汁中的酒精含量達到最高。而酵母接種量超過0.4%時，棗汁中酒精度會隨接種量的增加而不斷降低?？赡苁且驗楫斀湍附臃N量過高時，由于酵母自身的生命活性和新陳代謝，棗汁中一些糖類物質被消耗掉，導致酒精含量降低。因此，在棗汁的酒精發酵階段，酵母接種量0.3%是最適合接種量。

圖1 酵母菌接種量對酒精發酵的影響

2.1.2 發酵溫度的確定

在棗醋的加工過程中，發酵時的溫度條件會對酵母自身的生長繁殖及其代謝等過程中產生直接作用，尤其是發酵溫度過高時，發酵系統中的酵母活性受到直接干擾，導致酵母老化，并會直接影響到產酒率和發酵結束的最終酒精度。采用酵母接種量為0.3%，選用24，26，28，30，32℃作為發酵環境溫度，酒精發酵時間為8 d，分析發酵溫度對棗酒發酵效果的作用。

發酵溫度對酒精發酵的影響見圖2。

圖2 發酵溫度對酒精發酵的影響

由圖2可知，隨著棗汁發酵溫度的升高，棗酒的酒精度逐漸增加，酒精度在開始時迅速增加，當發酵溫度升高到26℃時，酒精度的增加速率出現變慢的情況，當發酵溫度繼續升至30℃時，棗酒的酒精度達到最高；當溫度繼續升至32℃，酒精度含量明顯呈下降趨勢?？赡苁且驗榘l酵溫度過高時，酵母會老化，產酒的能力下降，最終的酒精度變低。因此，當發酵溫度為30℃時是最佳發酵溫度。

2.1.3 發酵時間的確定

在棗醋的加工過程中，發酵時間也會對棗酒的最終酒精度產生直接影響。當處于不同發酵階段時，酵母菌的生長周期也有所差異，從而造成棗酒最終酒精度的不同。設定酵母接種量為0.3%，30℃為發酵體系溫度，選用2，4，6，8，10 d為發酵時間，進而分析發酵時間對棗酒發酵效果的作用。

發酵時間對酒精發酵的影響見圖3。

圖3 發酵時間對酒精發酵的影響

由圖3可知，在發酵體系內，棗酒的酒精度會隨著發酵時間延長而不斷增加并趨于平穩。在酒精發酵的前8 d酒精度的增長速度較快，可能是因為酵母處于生長期或穩定期；在8 d之后，酒精度的增長趨勢減緩，可能是因為酵母的活性降低或者酵母菌老化，降低了其產酒能力。因此，研究發現棗酒的最佳發酵時間應為8 d。

2.1.4 酒精發酵條件正交試驗結果

為進一步探索棗醋加工過程中最佳發酵工藝參數，在單因素試驗后進一步通過正交試驗判定最佳組合參數。選用L9（34）正交表進行三因素三水平的酒精發酵的正交試驗。設置3個單因素，單因素分別為酵母接種量（A）、發酵溫度（B）和發酵時間（C）。

酒精發酵因素與水平設計見表1，酒精發酵條件正交試驗結果見表2。

表1 酒精發酵因素與水平設計

表2 酒精發酵條件正交試驗結果

由表2可知，最高酒精度為第2組，最終的酒精度是9.0%Vol；最低酒精含量為第1組，最終的酒精度是6.4%Vol。根據K1j、K2j和K3j的值，可以確定酒精度水平因素的最佳組合是A2B3C2。根據極差（Rj）進行分析，單因素在酒精發酵過程中的影響順序是B＞C＞A，因而可以確定影響發酵過程的各因素影響程度由大到小分別是發酵溫度（因素B）＞發酵時間（因素C） ＞酵母接種量（因素A）。因此，在紅棗醋的酒精發酵階段，工藝參數的最佳組合為A2B3C2，即酵母接種量為0.3%，發酵溫度為31℃，發酵時間為8 d。

2.2 紅棗醋醋酸發酵工藝的確定

2.2.1 醋酸菌接種量的確定

棗醋加工的發酵過程中，棗醋發酵速度和發酵產物品質與醋酸菌接種量存在密切聯系。發酵溫度設定為36℃，醋酸菌的接種量為2%，3%，4%，5%，6%，發酵時間為8 d，分析探索在棗醋發酵過程中醋酸菌接種量對棗醋發酵效果的作用。

醋酸菌接種量對醋酸發酵的影響見圖4。

圖4 醋酸菌接種量對醋酸發酵的影響

由圖4可知，當接種量為4%時，棗醋的酸度最高；當接種量小于4%時，棗醋的酸度呈明顯上升趨勢；當醋酸菌的接種量超過4%時，酸度變化不明顯，略有下降趨勢?？赡苁怯捎诋斀臃N的醋酸菌含量增多時，發酵體系內的醋酸菌量及其活性都會顯著提升，進而導致發酵速度和對應的發酵產物也隨之增多。當發酵體系的醋酸菌接種量大于4%時，醋酸菌接種過量，發酵體系內的營養物質會被發酵分解，從而導致體系酸度減小。因此，在制造棗醋的發酵過程中，選用的最佳接種量為4%。

2.2.2 發酵溫度的確定

在棗醋加工過程的醋酸發酵階段，發酵溫度對棗醋的最終酸度起著重要作用。發酵體系內醋酸菌活性及其最終產酸率都受發酵溫度的直接影響。將醋酸菌的接種量設定為4%，發酵溫度為27，30，33，36，39℃，發酵時間為8 d，研究發酵溫度在紅棗醋加工的醋酸發酵的過程中，對紅棗醋發酵結果的影響。

發酵溫度對醋酸發酵的影響見圖5。

由圖5可知，當發酵體系的溫度不斷升高時，發酵過程產生的酸液會不斷增多，但酸度會隨發酵溫度的增高而趨于穩定，增長速率減慢。當發酵溫度升至39℃時，酸度降低?？赡苁怯捎跍囟冗^高，導致醋酸菌老化，最終影響醋酸的形成；低溫條件醋酸的含量低可能是因為溫度低、醋酸菌不能活化、產酸能力弱，造成產酸率低。因此，確定發酵溫度為36℃是最佳發酵溫度。

圖5 發酵溫度對醋酸發酵的影響

2.2.3 發酵時間的確定

在制造棗醋的發酵過程中，醋酸發酵過程會隨發酵時間的不同而有所差異。設定醋酸菌接種量為4%，發酵溫度36℃，將5，6，7，8，9 d作為發酵時間進行研究，探索不同發酵時間對棗醋生產的發酵階段的作用，及其對棗醋發酵效果的影響。

發酵時間對醋酸發酵的影響見圖6。

圖6 發酵時間對醋酸發酵的影響

由圖6可知，隨著醋酸發酵時間的不斷增加，棗醋的酸度升高，隨后逐漸變慢。在第8天和第9天，酸度沒有顯著變化，表明醋酸發酵結束。因此，當發酵時間為8 d時是最佳發酵時間。

2.2.4 醋酸發酵條件正交試驗結果

為了獲得棗醋在醋酸發酵[16-17]階段的最佳發酵工藝，在上述單因素試驗的基礎上進行醋酸發酵的正交試驗。選用L9（34）正交表進行三因素三水平的正交試驗。設置3個單因素分別為醋酸菌接種量（A"）、發酵溫度（B"）和發酵時間（C"）。

醋酸發酵因素與水平設計見表3，醋酸發酵條件正交試驗結果見表4。

表3 醋酸發酵因素與水平設計

由表4可知，第3組是酸度最高，為37.2 g/L；第1組是酸度最低，為32.1 g/L。根據K"1j，K"2j，K"3j的值，棗醋醋酸發酵過程中酸度的最佳工藝組合是A"2B"3C"3。根據極差（R"j）分析，單因素在醋酸發酵過程中的影響順序是C"＞B"＞A"，即影響發酵過程的因素影響程度由高到底分別是發酵時間（因素C"）＞發酵溫度（因素B"）＞醋酸菌接種量（因素A"）。綜上可得，在加工生產棗醋的發酵過程中，選用的工藝參數的最佳組合為A"2B"3C"3，即醋酸菌的接種量為4%，發酵溫度為39℃，發酵時間為9 d。

表4 醋酸發酵條件正交試驗結果

3 產品品質的感官指標和理化指標

根據上述酒精發酵條件和醋酸發酵條件開發得到的棗醋，具有棗果的香氣；棗醋的顏色是紅棗紅；香氣濃郁，風味極佳；從視覺上，通過該工藝制得的紅棗醋呈澄清狀態。

紅棗醋理化指標的檢測結果見表5。

表5 紅棗醋理化指標的檢測結果

棗醋的理化指標符合GB18187-2000國家標準釀造醋的要求。

4 結論

（1）利用液態發酵工藝確定棗醋制備的酒精發酵過程，其最佳工藝條件為酵母接種量0.3%，發酵溫度31℃，發酵時間8 d，最終進行酒精發酵，所得到的棗酒的酒精度為9.0%Vol。

（2）利用液態發酵技術確定棗醋加工的醋酸發酵過程，其最佳工藝條件為醋酸菌接種量4%，發酵溫度39℃，發酵時間9 d，最終酸度37.2 g/L，可溶性固形物含量為4.9%。

（3）該方法得到的紅棗醋主要成分含量為總酸37.2 g/L，可溶性固形物含量4.9%。