響應面法優化馬蹄發酵果醋工藝研究

□ 余順榮

天地壹號飲料股份有限公司

馬蹄作為我們現階段價值極高的一種營養物質，其中含有多種微量元素。除此之外，還包含維生素、蛋白質等。馬蹄在現階段的應用中較為廣泛，經常以保健品的形式出現。除了能夠調整人體血液中的血脂濃度外，同時還有一定的抗菌抗氧化作用。我國馬蹄產量即為豐富，占據世界馬蹄總量的95%。在中國境內，馬蹄產量最多的要屬賀州，因為馬蹄與其它果實產品相比不易儲藏，并且市場上的供求量比較小，因此由馬蹄制作而成的產品種類比較少。經濟的發展促進了人們生活水平的提高，同時在市場當中，馬蹄產品也受到了廣大群眾的喜愛和認可，但是就目前市場上馬蹄產品的種類和品質來說不足以滿足市場的需求。隨著市場多樣化的發展，果醋類飲品已經得到了廣大人民的關注，目前我國對于馬蹄果醋的研究比較少，本文進行的試驗主要是對此進行了研究。

材料與方法研究

實驗材料。進行本試驗研究，要選擇新鮮的馬蹄作為主要的材料，要保證所選擇的馬蹄沒有受到病蟲的侵害，還要選擇市面上出售的白砂糖作為材料。此外要保證試驗的成功，還要有必要的試劑，主要包括氫氧化鈉、淀粉酶、果膠酶、酵母、醋酸菌等。

馬蹄發酵果醋實驗器材。研究響應面法優化馬蹄發酵果醋工藝必須要具備以下儀器和設備：榨汁機、搖床、天平、恒溫水浴鍋、糖度計、酒精計等。

制作工序.（1）馬蹄水解液的制備工藝流程：首先要把選擇好的馬蹄原材料進行清洗，之后把馬蹄軟化在榨汁機上進行榨汁，調節所需要的PH值以及馬蹄汁的濃度并控制好溫度，加入淀粉酶進行液化處理，最后經過糖化滅菌形成馬蹄水解液。（2）馬蹄果醋發酵制作程序：將準備好的馬蹄水解液進行滅菌處理，然后調整馬蹄水解液中糖的濃度和PH值進行酒精發酵，在酒精發酵的過程中要密切關注PH值的變化，當達到一定值時進行醋酸發酵，最后加入陳醋，再進行滅菌處理得到成品。

馬蹄發酵果醋實驗內容。本試驗的目的主要是研究在怎樣的條件下才能使酒精發酵的效率最高，相關研究表明，影響酒精發酵效率的因素主要有，酵母接種量、PH值以及發酵的溫度和時間，因此本文進行了正交試驗，研究這些因素對馬蹄酒精發酵所產生的影響。

除了要對酒精發酵的影響條件進行研究之外，本試驗還研究了醋酸發酵的影響因素。所選擇的原材料是馬蹄果酒，相關研究表明醋酸發酵會受到酒精濃度、轉速和溫度等因素的影響，所以在試驗的過程中，我們先調節好發酵的PH值、糖度以及酸度，然后對其他影響因素進行研究。

結果與分析

馬蹄酒精發酵使用工藝的確認。除了進行單因素條件試驗研究馬蹄的果酒酒精發酵的優化條件之外，還要進行正交試驗，對可能影響馬蹄酒精發酵效果的接種量、PH值、發酵的時間、發酵溫度等因素進行研究，當酒精度達到最優時證明此條件下為最優的發酵條件。根據正交試驗的具體數據我們發現PH值的大小對馬蹄酒精發酵的影響最大，其次，溫度和時間的影響也比較大，另外影響馬蹄酒精發酵效率的因素是接種量。根據實驗結果當中的各個數據，我們還能夠得知，把發酵時的PH值設置成4.5，接種量控制在2%，并且溫度為32度，發酵時間在6天的時候能夠達到最好的酒精發酵效率。所以我們選擇在此條件下得到的馬蹄果酒進行醋酸發酵研究。

馬蹄醋酸發酵工藝的確認。首先研究初始酒精濃度對馬蹄醋酸發酵的影響，在確定一定的接種量和轉速條件下改變酒精濃度，得到相應實驗數據。由實驗數據我們可以發現醋酸發酵的效率與酒精濃度呈現正比例關系，但是當酒精濃度達到13%的時候，就會抑制醋酸的發酵，同時醋酸發酵的效率會與發酵時間呈現負比例關系，當其他值不變，酒精的初始濃度調整為10%的時候，發酵6天時，醋酸發酵的效率最高。

然后我們又用相同的方法研究了轉速和發酵溫度，對馬蹄醋酸發酵的影響。由實驗數據研究發現醋酸發酵的效率與轉速呈現正比例關系，但是在發酵過程中我們也需要考慮實際情況，不能將轉速調的過快。由實驗數據我們可以得知，溫度在32度以上時，是醋酸菌生長的最適宜溫度。

響應面試驗分析。響應面試驗的相關數據表明，響應面試驗所建立的模型具有一定的顯著性，對研究結果不會造成很大的誤差，能夠對馬蹄果醋發酵工藝進行研究和測定。

通過本實驗研究，我們發現接種量、PH值、發酵時間、發酵溫度、轉速、都會對馬蹄果酒酒精發酵以及醋酸發酵產生影響，但是在確定最優發酵環境時，我們也需要考慮實際操作情況，如此才能夠達到最好的發酵效果。