發酵型茶醋生產工藝研究

張 芳，李立祥，陶 濤，李 惠

（安徽農業大學茶葉生物化學與生物技術教育部、農業部重點實驗室，合肥230036）

早在《神農本草經》中就記載了久服茶葉能“安心、益氣、輕身耐老”。茶葉中富含茶多酚、生物堿、多糖、茶氨酸[1]等化合物，對人體保健起著相當大的作用。茶葉不僅具有解渴、清熱、明目、去膩減肥、解毒醒酒、延年益壽等功能[2]，還對現代疾病，如心腦血管病[3]、癌癥[4，5]、輻射病[6]等相關疾病，有一定的藥理作用。

果醋，被譽為“第四代飲料”，既保留了醋的功能，又具有果汁的特點，酸甜可口，極大改善了醋的口感。果醋作為一種新興飲料，以其天然、健康、營養等優勢已在市場上贏得一席之地。

迄今為止，關于茶醋生產工藝方面的文獻報道不多。目前茶醋的研制主要是通過添加食用酒精和醋酸菌進行發酵或者直接將茶葉和食醋混合配制而成。如廖湘萍[7]等通過添加茶葉和食用酒精，以醋酸菌為菌種進行發酵得到保健型食醋；成劍峰[8]利用茶葉和大麥為原料，醋酸發酵生產茶醋飲品；王朝卿[9]將茶葉浸泡后與陳醋、蜂蜜等混合調配成茶醋飲料；張學良[10]等以桑椹醋、綠茶、冰糖和檸檬酸為原料，研制綠茶桑椹醋飲料，并對該飲料的減肥功能進行研究。然而關于將茶葉與水果混合，利用醋酸發酵生產保健茶醋的文獻報道還沒有。因此本文將茶葉通過浸提得到的茶湯與蘋果汁混合，接種醋酸菌進行醋酸發酵釀造蘋果茶醋，試制開發一種保健型的茶醋，能保留果醋和茶葉特點，旨在為新型發酵茶醋開發提供依據。

1 材料和方法

1.1 原料及試劑

蘋果（煙臺紅富士）：市售；茶葉（炒青）：市售；菌種：安琪葡萄酒用高活性干酵母（安琪酵母有限公司）；醋酸菌：滬釀1.01醋酸菌（上海迪發生物公司）；葡萄糖、碳酸鈣、檸檬酸、偏重亞硫酸鉀、3,5-二硝基水楊酸、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉等均為分析純；果膠酶、白砂糖均為食品級；瓊脂（生化試劑）：天津市福晨化學試劑廠；酵母膏（生化試劑）：北京奧博星生物技術有限公司。

1.2 主要儀器設備

手持折光計（上海測維光電技術有限公司）；附溫比重瓶（上海信誼儀器廠）；PB-10酸度計（Sartorius公司）；UV-2102C型紫外-可見分光光度計（尤尼柯(上海)儀器有限公司）；SPX-150C型恒溫培養箱（上海博訊實業有限公司）；無菌操作臺（上海三發科學儀器有限公司）；榨汁機（蘇泊爾股份有限公司）；電子恒溫水浴鍋（上海申生科技有限公司）；HQL150C型恒溫搖床（武漢中科科儀技術發展有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶醋生產工藝流程

1.3.2 指標方法測定

總糖：手持折光儀[11]；還原糖測定：3,5-二硝基水楊酸比色法（DNS 法）[12]；酒精度：密度瓶法[13]；總酸：酸堿滴定法（以醋酸計）[13]；總酚含量：酒石酸亞鐵比色法[14]。

1.3.3 醋酸發酵過程的研究

1.3.3.1 茶酒制備

茶葉研磨粉碎，過60目篩，采用微波結合水浴的方法提取，微波處理2次，每次3min,再用50℃水浴浸提1次10min[15]。茶多酚浸出率達90%以上。

取蘋果，清洗干凈，除殘果去核，榨汁與茶湯按3∶1混合[15]，接種3%安琪葡萄酒用高活性干酵母，20℃靜置發酵，備用。測定初始酸度、酒度、總酚含量。

1.3.3.2 影響醋酸發酵的單因素實驗

在保持其他因素相同的條件下，分別考察不同溫度、初始酒精度、接種量、發酵時間對醋酸發酵的影響，為正交法優化發酵工藝提供有意義的取值范圍。

溫度設計為 25℃，28℃，31℃，34℃，37℃，在接種量8%，初始酒精度6%的條件下發酵10d，測定發酵終止后的酸度，考察不同溫度對醋酸發酵的影響。

初始酒精度設計為4%，5%，6%，7%，8%，理論上，1%的酒精產生1%的酸，1%的酸需要2%的糖發酵得到。因此將初始糖度設為8%，10%，12%，14%,16%。酒精發酵結束后測定酒精度。根據初始酒精度設計，利用1.3.3.1發酵好的酒精含量高的茶酒與酒精含量低的茶酒進行勾兌，得到所需的初始酒精度后，在溫度31℃，接種量8%條件下發酵10d，測定發酵終止后的酸度，考察不同初始酒精度對醋酸發酵的影響。

接種量設計為2%，5%，8%，11%，14%，在溫度31℃，初始酒精度6%條件下發酵10d，測定發酵終止后的酸度，考察不同接種量對醋酸發酵的影響。

發酵天數設計為 4d，6d，8d，10d，12d 在溫度31℃，接種量8%，初始酒精度6%條件下發酵，測定發酵終止后的酸度，考察不同發酵時間對醋酸發酵的影響。

1.3.3.3 醋酸發酵條件的優化

在單因素試驗的基礎上，設計正交試驗L16(45)，以最終達到的酸度為指標，研究溫度、接種量、初始酒度、發酵時間對醋酸發酵的影響。找出對實驗結果影響顯著的因素，為確定最佳醋酸發酵條件提供依據。

表1 優化醋酸發酵工藝條件的正交試驗因素與水平

2 結果與分析

2.1 溫度對醋酸發酵的影響

圖1 溫度對醋酸發酵的影響

如圖1所示，25℃時醋酸發酵較為緩慢，產酸量不高；37℃時發酵很快，在第6天趨于平穩，但產酸量較低，這可能是由于溫度過高，使得醋酸菌提前老化。因此，醋酸發酵的適宜范圍是28℃～34℃。

2.2 初始酒度對醋酸發酵的影響

如圖2所示，初始酒度為4%時，起始發酵速度快，但最終酸度過低，影響品質。初始酒度在5%～8%時發酵比較平穩且最終酸度隨著初始酒精度的增加而增加。已有資料[16-18]表明，初始酒度高于10%以上，高酒精濃度會抑制醋酸菌的生長，不利于醋酸發酵的進行。因此，本文醋酸發酵的適宜初始酒度為5%～8%。

圖2 初始酒度對醋酸發酵的影響

2.3 接種量對醋酸發酵的影響

圖3 接種量對醋酸發酵的影響

如圖3所示，醋酸菌接種量在2%時，發酵較慢且不徹底，最終酸度不高。接種量為5%～14%時差別不大，但接種量為5%時發酵相對緩慢。因此醋酸發酵的適宜接種量為5%～14%。

2.4 發酵時間對醋酸發酵的影響

圖4 時間對醋酸發酵的影響

如圖4所示，發酵前期(1d～2d)酸度上升緩慢，這是由于醋酸菌處于適應及增殖期，產酸量低；發酵中期(4d～10d)由于醋酸菌活力提高，發酵速度加快。發酵第10d，產酸達到最大值；發酵后期(10d～12d)醋酸菌活力減弱，酸度趨于一個穩定值，發酵基本結束。由此可知，醋酸發酵的最佳時間是10d。

2.5 醋酸發酵條件的優化

在單因素實驗的基礎上，按照表1設計的正交試驗對醋酸發酵過程中的發酵溫度、初始酒度、接種量及發酵時間等工藝參數進行優化。正交實驗結果見表2，方差分析見表3。

表2 優化醋酸發酵工藝條件的正交試驗結果

如表2所示，由極差分析得出影響醋酸發酵的最大因素為初始酒度B(R=12.15)，其次為發酵時間D(R=10.43)，接種量 C(R=4.3)，溫度 A(R=3.75)。由此得知醋酸發酵最佳工藝參數為溫度34℃，接種量7%，初始酒度8%，發酵時間為10d。

為了進一步驗證以上結果，做出方差分析，如表3所示，由于E因素為空列，作為誤差項計算。從結果中可以看出，B因素（初始酒度）和D因素（發酵時間）達極顯著水平，C因素（接種量）為顯著水平。因此，初始酒度和發酵時間是影響醋酸發酵的主要因素，所以生產中應重點控制；同時接種量也是要考慮的因素，應結合實際情況確定其添加量。

表3 醋酸發酵正交試驗結果的方差分析

2.6 驗證實驗

按照正交實驗得出的最佳工藝條件進行3次平行驗證實驗，結果表明，在最佳條件下發酵的茶醋，酸度平均達到62.7g/L，總酚含量為0.75g/L。

2.7 質量指標

2.7.1 感官指標[19-22]

發酵完的茶醋經陳釀后，澄清透亮，色澤淡黃，醋香濃郁，稍有茶香和果香，口感醇厚、平衡，具發酵特有風味。

2.7.2 理化指標

總糖（可溶性固形物含量）≥4%；總酸（以醋酸計）62.7g/L；還原糖（以葡萄糖計）≥10g/L；總酚0.75g/L。

2.7.3 微生物指標[23]

經檢驗，細菌總數≤100cfu/mL；大腸桿菌≤3 cfu/mL；致病菌：未檢出。

3 結論

（1）本文以茶葉和蘋果為原料，接種醋酸菌進行醋酸發酵，開發了一種新型發酵茶醋產品。通過單因素及正交實驗得到發酵型茶醋最佳工藝參數為：溫度34℃，醋酸菌接種量7%，初始酒度8%，發酵時間為10d。經過驗證實驗得到的茶醋最終酸度達到62.7g/L，總酚含量為0.75g/L。

（2）發酵得到的茶醋經過陳釀后澄清透亮，色澤金黃，醋味濃郁，稍有果香和茶香，酸味柔和，口感醇厚。

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