洋蔥醋發酵之菌種篩選 暨發酵方法之研究 指導教授：陳錦樹 老師 報告學生：尤淑芬 93.7.8

壹、前言

(Allinum cepa L.) 蔥科、蔥屬、二年生草本 民41年由美引進短日照品種 主要產地在屏東 收穫期為三至四月 主要品種有： -早期：早玉、勝早玉 -新：CAL 303、505、606、707、808

洋蔥的特色 辛辣味 *依辛辣程度分： 甜洋蔥、辣洋蔥 刺激眼睛 抑菌性 加熱後變甜

洋蔥的營養成份 水份 蛋白質 脂質 糖類 灰份 纖維質 無機 物 維生素 *每100g洋蔥含： (g) 鈣 磷 鐵 A B1 B2 (mg) 磷 鐵 A B1 B2 C 90.4 1.0 0.1 7.6 0.4 0.5 15 30 10 0.04 0.01 7 (蔡，1997)

Na Ca Fe K Mg Mn Zn Onion juice 20 41.2 0.38 1960 78.3 0.20 0.12 TABLE2. Mineral concentration in onion juice and other vinegars (mg/l) Na Ca Fe K Mg Mn Zn Onion juice 20 41.2 0.38 1960 78.3 0.20 0.12 Malt vinegar 3100 1.0 80 10 - 0.6 Rice vinegar 2900 60 50 1.9 Various vinegar 26.8 3.3 0.96 12.5 8.0

食療功效 功能性成份：含硫化合物、類黃酮 1.抗血拴作用 2.脂肪質改善作用 3.降低血壓作用 4.降低血糖作用 1.抗血拴作用 2.脂肪質改善作用 3.降低血壓作用 4.降低血糖作用 5.抗氧化作用 6.抗癌作用..等

貳、材料與方法 一、材料： 2.1.1 洋蔥 ：CAL 505 2.1.2 試驗菌株 2.1.3 培養基 二、方法 2.2.1 實驗方法 2.2.2 分析方法

2.1.2 試驗菌株 a.釀酒酵母：共 12株 Saccharomyces cerevisiae CCRC 20262、21550、21551、21655、 21679、21731、21819、22285、 22286、22287、22289、22291

2.1.2 試驗菌株 b.醋酸菌：共3株 Acetobacter aceti CCRC 12324 Acetobacter pasteurianus CCRC 12281 Acetobacter sp. CCRC 12326

Mannitol broth+5% Ethanol 2.1.3 培養基 保存用 培養基 種培養基 菌酛培養基 酵母菌 YM Agar 洋蔥汁(SOJ) 醋酸菌 Mannitol Agar Mannitol broth Mannitol broth+5% Ethanol

2.2.1、實驗方法 a. 洋蔥汁的製備 b. 菌種的保存與更新 c. 酒精發酵條件之探求 d. 醋酸發酵條件之探求

a.洋蔥汁之製備 1.洋蔥原汁(ROJ): 洋蔥榨汁 →粗濾→ 裝袋→ 90 ℃， 30min →冷卻 → -20 ℃儲存。 2.滅菌洋蔥汁(SOJ): ROJ → 解涷→ 過濾→ 121℃， 15min 。 3.補糖洋蔥汁(SSOJ): ROJ → 解涷→ 過濾→ 補糖→ 121℃，

b.菌種的保存與更新 菌種 接種量 斜面 活化溫度 (ºC) 保存 溫度 更新時間(月) 酵母菌 1 loop YM Agar 30 4 2 醋酸菌 Mannitol Agar

c.酒精發酵條件之探求 1.酵母之篩選。 2.酵母之生長曲線。

d. 醋酸發酵條件之探求 1.醋酸菌的篩選。 2.醋酸菌菌酛培養時間之探求。 3.不同酒精濃度洋蔥酒及添加醋酸與否 之醋酸發酵比較。 4. 以添酒方式行醋酸發酵試驗。 5. 二階段馴化方式醋酸發酵比較試驗。

2.2.2 分析方法 pH值- Corning pH meter 測定之。 糖度- 手攜糖度計，以∘Brix表示。 生菌數-平板培養法 可滴定酸-以0.1N NaOH滴定。 糖類之分析-以HPLC分析 酒精之定量-以GC分析 有機酸之分析-以HPLC分析

參、結果與討論

一、最適酵母菌株的篩選結果: (一)搖瓶試驗 一、最適酵母菌株的篩選結果: (一)搖瓶試驗

圖一、不同酵母菌菌株於滅菌洋蔥汁中培養生菌數之變化

圖二、不同酵母菌菌株於滅菌洋蔥汁中培養生菌數之變化

圖三、不同酵母菌菌株於滅菌洋蔥汁中培養生菌數之變化

圖四、不同酵母菌菌株於滅菌洋蔥汁中培養生菌數之變化

一、最適酵母菌株的篩選結果: (二)在補糖洋蔥汁(20oBrix) 中產酒精及風味比較

風味最佳 圖五、不同酵母菌菌株於補糖洋蔥汁(SSOJ)靜置發酵時第三和第五天之產酒精變化

一、最適酵母菌株的篩選: (二)六株優勢酵母菌酒精發酵 比較 一、最適酵母菌株的篩選: (二)六株優勢酵母菌酒精發酵 比較

14.1% 圖六、六株優勢酵母菌株於補糖洋蔥汁(SSOJ)中靜置發酵時之產酒精變化

圖七、三株優勢酵母菌株於補糖洋蔥汁(SSOJ)中靜置發酵時之生菌數變化

圖八、三株優勢酵母菌株於補糖洋蔥汁(SSOJ)中靜 置發酵時之生菌數變化

1.Saccharomyces cerevisiae CCRC 21551 ~最適酵母菌株的篩選結果 1.Saccharomyces cerevisiae CCRC 21551 酒精產率最高。 2.Saccharomyces cerevisiae CCRC 20262 風味最佳。

(三)酵母之生長曲線

圖九、兩株選定酵母菌個別或混合於滅菌洋蔥汁 靜置發酵之產酒精變化

圖十、兩株選定酵母菌個別或混合於滅菌洋蔥汁靜置發酵 之生菌數變化

二、最適醋酸菌株 之篩選結果

圖十一、不同醋酸菌發酵過程產醋量與殘存酒精的變化

圖十二、不同醋酸菌發酵過程生菌數變化

圖十三、不同醋酸菌發酵過程pH值變化

表三、不同醋酸菌於含5%酒精之Mannitol培 養基中發酵第五天之醋酸含量 ml / 100ml 12324 12326 12281 day 5 0.64±0.09 2.47±0.02 0.87±0.05

~ 醋酸菌篩菌結果與討論 以12326菌株之產醋酸量較高。 實際產醋量及效率仍嫌太低，改進的方向： *增加液面與空氣接觸的面積：大錐形瓶 *增加透氣性：改用矽膠透氣蓋 *減少取樣次數以免打破菌膜

圖十四、Acetobacter sp. CCRC 12326發酵過程產醋量與 殘存酒精量的變化 4.86% 4.59% 圖十四、Acetobacter sp. CCRC 12326發酵過程產醋量與 殘存酒精量的變化

三、醋酸發酵條件之探討

(一)不同酒精濃度洋蔥酒及添加醋 酸與否之醋酸發酵比較試驗 (一)不同酒精濃度洋蔥酒及添加醋 酸與否之醋酸發酵比較試驗 I.試驗菌株： 醋酸菌： Acetobacter sp.12326 II.探討項目： A.5%OW a.5%OW+1% acetic acid B.6%OW b.6%OW+1% acetic acid C.7%OW c.7%OW+1% acetic acid

圖十五、添加醋酸對不同酒精濃度洋蔥酒醋酸發酵之影響

圖十六、添加醋酸對不同酒精濃度洋蔥酒醋酸發酵時pH 變化之影響

a b c 表四、添加醋酸對不同酒精濃度洋蔥酒醋酸發酵之影響 A(5%) B(6%) C(7%) 0.18 1.14 0.11 1.46 ml/ 100ml A(5%) a B(6%) b C(7%) c day 0 0.18 1.14 0.11 1.46 0.133 0.918 day 6 3.62 (3.44) 3.26 (2.12) 3.53 (3.41) 3.66 (2.20) 3.04 (2.91) 3.070 (2.15) day 8 3.36 (3.18 ) 3.34 3.56 (3.45) 3.37 (1.91) 3.74 (3.61) 2.95 (2.04)

(二) 以添酒方式行醋酸發酵試驗 一、材料 洋蔥酒:以補糖至12oBrix的洋蔥汁 接菌發酵而成。 二、菌株 Acetobacter sp.12326

洋蔥酒 醋酸菌酛 300ml洋蔥酒+10%醋酸菌酛 發酵三天 添酒 150ml 發酵三天 添酒 225ml 醋酸發酵

圖十八、以添酒方式行醋酸發酵之滴定酸度變化 3.48% 二添 一添 2.25V 圖十八、以添酒方式行醋酸發酵之滴定酸度變化

(三)兩階段馴化方式釀醋試驗 試驗 菌酛培養 種醋培養 A1 三天 A2 五天 B1 B2 control 無 (第一次馴化) (第二次馴化) A1 三天 A2 五天 B1 B2 control 無

圖十九、二階段馴化方式醋酸發酵之生菌數變化

圖二十、二階段馴化方式醋酸發酵之醋酸與酒精濃度變化 第三週 第一週 第二週 圖二十、二階段馴化方式醋酸發酵之醋酸與酒精濃度變化

圖二十一、二階段馴化方式醋酸發酵之pH變化

圖二十二、二階段馴化控制組之醋酸與酒精濃度比較

圖二十三、二階段馴化方式醋酸發酵之實際產醋量比較

表七、洋蔥製品的有機酸含量比較(除醋酸外) Onion product (g/100ml) Glucuronic acid Gluconic acid Tartaric acid Malic acid Pyro-glutamic acid Total organic acid ROJ 1.16a 1.40a 0.0058c 0.98a 0d 3.55a SOJ 0.82b 1.11b 0.13b 0.72c 0.08b 2.86b OW 0.47c 0.83d 0.12b 0.07c 2.24c OV 0.43c 0.91c 0.16a 0.80b 0.10a 2.40c

肆、結論 1.最適酵母的篩菌結果以Saccharomyces cerevisiae CCRC 21551酒精發酵速率最高，以20262風味最佳。 2.三株醋酸菌中以Acetobacter sp.12326產醋效果最好。 3.發酵第六天以5%洋蔥酒產醋酸較高,發酵第八天以7%洋蔥酒產醋酸較高；添加1%醋酸的洋蔥酒醋酸發酵效率並未增加。

肆、結論 4.以添酒的方式釀醋可使產量提高。 5.二階段馴化方式釀醋可使產醋效率提高及酸度增加，其中以菌酛及種醋培養各三天的方式經24天發酵產醋量最高為4.97%；而菌酛及種醋培養各五天者，醋酸總濃度可達6.02%(v/v)。

Thank you for your attention.