库尔勒香梨果醋生产过程中醋酸发酵工艺的优化

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0引言
库尔勒香梨是新疆特有的梨品种，主要产自库尔勒地区，栽培历史悠久，已有1400~2000年的历史。

库尔勒香梨以皮薄肉嫩、汁多味甘、酥脆爽口、清香宜人的特点享誉中外。

富含多种矿物质、维生素、氨基酸等微量营养成分[1]，营养丰富，因而受到国内外客商及广大消费者的青睐。

在香梨的销售、储存、加工等环节中会产生一定量残次果，如何将这些残次果变废为宝尤为关键。

经过前期市场考察和调研，库尔勒香梨相关的果醋产品在市场仍处于空白[2]，同时果醋由于自身的优点被越来越多的消费者所接收。

本研究以库尔勒香梨残次果为原料，经发酵、调配、稳定期实验、灌装等步骤，确定香梨果醋的原料、最佳的发酵工艺，生产出风味独特的香梨果醋，对香梨的残、次、落果进行综合利用，使之转化成高附加值的产品，为香梨的综合利用提供新的思路。

将香梨残次果开发果醋产品，在满足市场对果醋产品的需求的同时，高效地利用了香梨资源。

在延伸香梨产业链，提高产品附加值，增加农民收入等方面具有重要的意义。

1材料与方法
1.1主要材料和仪器
主要实验材料如下：库尔勒香梨，新疆石河子市农贸市场；酒用活性干酵母、巴氏醋酸杆菌，由实验室驯化培养；白砂糖，乙醇，葡萄糖、酵母膏、琼脂等，均为国产分析纯或食品级。

主要实验仪器如下：INNOVA4000台式恒温摇床，上海精宏实验设备有限公司；BS型全不锈钢自动发酵罐，上海保兴生物设备工程有限公司；AUX-508型榨汁机，佛山市海迅电器有限公司；HPX-9272MBE型数显不锈钢电热培养箱，上海博讯实业有限公司；手持式折光仪、洁净工作台等。

1.2实验方法
1.2.1工艺流程
本实验采用的发酵方式为液态发酵，工艺流程：新鲜香梨→榨汁→杀菌→接种酵母→液态酒精发酵→加醋酸
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作者简介:王陈强（1982-），男，山东德州人，硕士，工程师，研究方向为农产品深加工；颜海燕（通讯作者）（1974-），
女，陕西渭南人，硕士，高级实验师，研究方向为食品
分析与检测。

5结束语
综上所述，板式无砟轨道作为一种理论上较为先进的结构，其施工技术要求也是比较精准的。

因此，不仅是在
CRTSII板式无碴轨道的施工中要做到精益求精，其他类型的无砟轨道也是同样的。

只有先进、成熟的施工技术才能让我国高速铁路的建设更加高质、高效。

参考文献:
[1]赵国堂.高速铁路无砟轨道结构[M].北京：中国铁道出版社，2006.
[2]齐文泉.高速铁路桥上无砟轨道底座板施工工法[J].科技资讯，2011（10）.
[3]赵磊.高速铁路无砟轨道空间精细化分析方法及其应用研究[D].北京交通大学，2015.
库尔勒香梨果醋生产过程中醋酸发酵工艺的优化Technology Optimization of Acetic Acid Fermentation in the Production Process of Korla Fragrant Pear Vinegar 王陈强①WANG Chen-qiang;崔正涛①CUI Zheng-tao;沈广军①SHEN Guang-jun;
李静①LI Jing;马自强①MA Zi-qiang;颜海燕②YAN Hai-yan
（①新疆冠农果茸集团股份有限公司，库尔勒841000；②石河子大学食品学院，石河子832000）
（①Xinjiang Guannong Puree Group Limited by Share Ltd.，Korla841000，China；
②College of Food Sciences，Shihezi University，Shihezi832000，China）
摘要:为了提高库尔勒香梨的有效利用率，采用酒精发酵和醋酸发酵发酵工艺。

在巴氏醋酸杆菌醋酸发酵过程中，研究了单因素巴氏醋酸杆菌添加量，发酵温度，酒精度对产酸的影响，单因素实验的基础上进行正交实验，结果表明醋酸发酵最佳工艺条件为：巴氏醋酸杆菌添加量12%，发酵温度31℃，酒精度8°vol，单次发酵产酸量可达4.82g/100mL。

在发酵过程中补加2次香梨原果酒以维持发酵液中酒精浓度为7.5°vol~8.0°vol，发酵周期10d~12d，醋酸浓度可达6.12g/100mL~7.42g/100mL。

Abstract:In order to improve the effective utilization rate of the Korla fragrant pear,the alcohol fermentation and acetic acid fermentation process were been used.In the process of acetic acid fermentation of Acetobacter pasteurianus,the single factor Acetobacter pasteurianus addition,fermentation temperature and degree of alcohol effect on acid production were been studied.On the basis of single factor experiments of orthogonal experiment,the results showed that the optimum technological conditions of acetic acid fermentation: Acetobacter pasteurianus addition12%,fermentation temperature31℃,degree of alcohol8°vol.Single fermentation acetic acid yield was up to4.82g/100mL.In the fermentation process of acetic acid,supplemented two times original wine in order to maintain the alcohol concentration at7.5°vol~8°vol.With the fermentation period of10d~12d,the concentration of acetic acid could reach6.12g/100mL~
7.42g/100mL.
关键词:库尔勒香梨；醋酸发酵；果醋
Key words:Korla pear；acetic acid fermentation；fruit vinegar
中图分类号:TS264.22文献标识码:A文章编号:1006-4311（2016）01-0133-03
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菌→液态醋酸发酵→过滤→灭菌→陈酿→成品。

1.2.2酒精发酵
酵母活化：称取一定量的活性干酵母，加入酵母添加量10~20倍含糖量1~5%的用新制蒸馏水配制的糖水，在30℃温度下水浴活化30min。

酒精发酵：活性干酵母经过活化之后，按照先前实验的最优参数：发酵温度30℃、初始糖度18°Brix、酿酒酵母接种量0.03%。

1.2.3巴氏醋酸杆菌的活化和扩培
活化：将醋酸杆菌斜面放置于恒温培养箱中30℃培养48h。

斜面培养基：斜面培养摹：葡萄糖2%，酵母膏1.5%，碳酸钙2%，琼脂2%，食用酒精3.5%。

扩培：在种子培养基（250mL摇瓶40mL装液量）中接入醋酸杆菌3环，培养温度为30℃，摇床转速为160r/min，培养24h左右，酸度达到1.59/100mL。

种子培养基：葡萄糖2%，酵母膏1.5%，食用酒精3.5%。

1.2.4醋酸发酵单因素和正交实验
①发酵温度对醋酸发酵的影响。

调整恒温摇床培养箱温度，取28℃、30℃、32℃、34℃、36℃五个温度水平，按醋酸菌添加中间量10%、酒精度6%做单因素实验，待发酵完成时测量总酸，确定最佳醋酸发酵温度。

②初始酒精度对醋酸发酵的影响。

酒精浓度对醋酸菌种的影响在于其浓度过高时，对醋酸菌种的生长有抑制甚至损伤作用。

取成熟酒精发酵液，调整酒精含量分别为5.0%，6.0%，7.0%，8.0%，9.0%五个水平，分别接入10%的菌液,置于摇床中30℃恒温发酵，待发酵结束后测定不同酒精浓度条件下的总酸，确定最佳初始酒精度。

③醋酸菌添加量对醋酸发酵的影响。

选取醋酸菌添加量取6%、8%、10%、12%、14%五个水平。

以发酵温度30℃、初始酒精度6%做单因素实验，待发酵完成时测量总酸，确定最佳初始醋酸菌添加量。

④醋酸发酵正交试验。

如表1，按醋酸发酵过程中的发酵温度、初始酒精度和醋酸菌接种量为三个因素，做L9（34）正交试验，待发酵结束后，以总酸度为判定标准，得到醋酸发酵的最佳工艺参数。

水平A温度/℃B酒精度/°Vol C巴氏醋酸菌接种量/%
1 2 3
30
32
35
7
8
9
10
12
14表1巴氏醋酸杆菌正交试验设计表
1.2.5补料发酵实验
在现有单次发酵的基础上，分别在发酵第四天、第八天补加一定量的香梨果酒，以维持酒精含量为7.0%~ 9.0%，第2次补料后，待酒液中酒精浓度低于0.5%时，发
酵结束，测定酸度。

1.2.6测定方法
①酒精含量的测定（蒸馏法[3]）：
将100mL样液置于500mL蒸馏瓶中，加水50mL、数粒玻璃珠和少量的消泡剂蒸馏，用100mL量筒准确收集
馏出液100mL，静置数分钟，待酒中气泡消失液体相对澄清均匀后，将干净的酒精计徐徐沉入量筒中，同时插入温度计，静止一会后再轻轻按下，注意避免接触量筒壁，平衡约5min，待其不再变动时，水平观测读取与凹液面平行的刻度值，同时读出温度，查阅《酒精计温度浓度》手册，最终换算成20℃时的乙醇浓度。

②总酸测定（酸碱滴定法）：
0.05mol/L NaOH标准溶液的配制：称取2g NaOH（AR），用蒸馏水溶解，待溶液冷却，后定容至1L。

0.05mol/L NaOH 标准溶液的标定：精密称取在105℃干燥到恒重的邻苯二甲酸氢钾0.3g（准确至0.0001g），向其中加入50mL新煮沸且冷却后的蒸馏水，振荡溶解，再向其中加入3~4滴1%酚酞（1%酚酞指示剂：用95%的乙醇将1g酚酞溶解并定容至100mL），用以上NaOH标准溶液滴定至微红色，30s之内不褪色即为终点，同时做空白实验。

总酸含量测定按照GB/T12456-2008的方法[4]滴定，总酸以醋酸计。

计算公式如下：
C=m×1000
（V1-V2）×204.2
式中：C-NaOH标准溶液的标定浓度（mol/L）；
m-邻苯二甲酸氢钾的质量（g）；
V1-标定时NaOH标准溶液的消耗体积（mL）；
V2-空白所耗用NaOH标准溶液的体积（mL）；
204.2-邻苯二甲酸氢钾的分子量（g/mol）。

1.2.7数据分析
实验一式三份进行，数据值为平均值±标准偏差（SD）。

数据分析采用Origin8.0软件。

2结果与讨论
2.1单因素实验结果
2.1.1发酵温度对醋酸发酵的影响
图1温度对醋酸发酵过程的影响
温度/℃
2830323436
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
由图1分析可以发现温度对于醋酸菌发酵发酵影响比较大，且由于温度不同，使醋酸菌在开始时增长时就已经拉开差距，一直到发酵完成，说明温度对于醋酸菌的生理活动有着比较重要的意义。

且液态醋酸菌发酵最佳温度在30℃至32℃范围之间。

2.1.2初始酒精度对醋酸发酵的影响
由图2可知，巴氏醋酸杆菌的耐受酒精能力较高，在高酒精度的环境中也能维持一定的产酸能力[5]，再随着酒
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精度的上升，产酸能力受到了明显的抑制。

可得最适发酵初始酒精度为8°vol 。

2.1.3醋酸菌添加量对醋酸发酵的影响
图3醋酸菌接种量对醋酸发酵的影响
醋酸菌添加量%
4.0
4.5
3.5
3.0
6
8
10
12
14
从图3中可以看出，在醋酸菌添加量试验中，
各不同比例的醋酸接种量产酸结果相差比较大，
随着醋酸菌添加量的增加，产酸量呈先增加之后稍微减少的趋势。

但接种量加大，发酵效果并非越好，当接种量过大时，醋醅中的营养物质过多的被用于醋酸菌的生长繁殖[2]，使醋酸发酵底物减少，产酸速度下降，生成的酸的量因此就不高[6]。

因此，接种量在12%左右最佳。

2.2正交试验结果
如表2所示，通过直观分析法，
可看出在巴氏醋酸杆菌发酵正交试验中A 2B 2C 2为最优组合，即发酵温度为
32℃，发酵初始酒精度为8%，醋酸菌接种量为12%，在此
条件下可获得最大的总酸含量为4.82g/100ml 。

从极差分
析可知R A >R C >R B ，即在正交试验的各因素水平中，发酵温
度对香梨果醋酸度的影响最大，其次是初始酒精度和巴氏
醋酸杆菌的接种量。

其中发酵温度是影响巴氏醋酸杆菌发酵型香梨果醋总酸含量的主要因素，生产中应重点控制。

2.3补料发酵结果如图4可知当在醋酸发酵过程中，补充两次香梨果酒产酸量即可达到6.12g/100mL~7.42g/100mL ，符合工业要
求，继续补料可使总酸继续提高。

但考虑到能耗以及成本问题，在实际发酵生产过程中，
补料两次即可。

3结论在本文中，研究了巴氏醋酸杆菌醋酸发酵过程中，巴氏醋酸杆菌添加量，发酵温度，酒精度对产酸的影响，单因素实验的基础上进行正交实验，结果表明醋酸发酵最佳工艺条件为：
巴氏醋酸杆菌添加量12%，发酵温度31℃，酒精度8°vol ，
单次发酵产酸量可达4.82g/100mL 。

在发酵过程中补加2次香梨原果酒以维持发酵液中酒精浓度为7.5°vol~8.0°vol ，发酵周期10d~12d ，醋酸浓度可达6.12g/
100mL~7.42g/100mL 。

以上研究一方面对于工业生产库尔勒香梨果醋提供了一定的理论依据，另一方面为香梨果醋产品的开发和利用奠定基础。

参考文献:[1]张兴旺.我国梨产销现状、存在问题和解决措施[J].柑桔与亚热带果树信息，2005，21（2）：8-10.
[2]陈计峦，冯作山，胡小松，等.香梨酒酿制过程的若干问题
探讨[J].食品科技，2003（3）：78-79，89.
[3]中华人民共和国国家标准.食品卫生检验方法
（理化部分）[M].中国标准出版社，205-206.
[4]GB/T12456-2008，食品中总酸的测定方法[S].北京:中国食
品工业标准化技术委员会，2009.
[5]董贝森.梨醋的研究[J].中国酿造，1998（2）：20-21，38.
[6]颜景宗，王建军，沙文革.当前食醋生产中值得注意的问题[J].中国调味品，
1997（7）：16-18.表2巴氏醋酸杆菌正交试验结果
序列号
A B C 总酸量（g/100mL ）
123456789k1k2k3R 1112223333.674.544.070.78
1231231234.004.194.090.19
1233211324.124.114.040.08
3.78
3.523.70
4.214.824.584.014.223.98
图2酒精度对醋酸发酵的影响
初始酒精度°vol
56
789
2.5
3.03.5
4.04.5
图4单批补料发酵过程曲线
补料次数
7.57.06.56.0
5.55.04.5
1
2
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