利用水果废弃物分离的醋酸菌将椰子水转化为醋的两阶段发酵工艺与品质分析

本研究针对成熟椰子水在孟加拉国未被充分利用的问题，创新性地采用水果废弃物分离的醋酸菌(AAB)通过两阶段发酵(酒精发酵和醋酸发酵)将其转化为高附加值醋产品。研究证实14%总可溶性固形物(TSS)样品(S4)的醋酸含量(5.8±0.2 g/100ml)、灰分(0.45±0.01 g/100ml)和酚类物质(68.3±1.5 mg GAE/100ml)显著优于其他组(p<0.05)，感官评价显示陈酿显著改善风味接受度。该技术为椰子加工废弃物资源化提供了可持续解决方案。

　　

在热带地区，椰子(Cocos nucifera L.)不仅是重要的经济作物，其清凉的椰子水更是广受欢迎的天然饮品。然而鲜为人知的是，在椰子油加工过程中会产生大量成熟椰子水副产品，这些富含天然糖分、维生素和矿物质的液体往往被直接废弃。据联合国粮农组织(FAO)统计，孟加拉国作为全球第12大椰子生产国，仅南部沿海地区每年因此产生的有机废物就相当可观。这种资源浪费现象在传统小型加工厂尤为突出，既造成环境压力，又错失了开发高附加值产品的机会。

传统食醋生产主要依赖谷物或水果为原料，通过醋酸菌(Acetic Acid Bacteria, AAB)发酵酒精基质制成。虽然前人研究证实椰子水可通过酵母-AAB共培养技术制醋，但这些方法多依赖商业菌种，成本较高且缺乏地域适应性。更关键的是，针对孟加拉国本土微生物资源开发低成本发酵技术的研究几乎空白。与此同时，水果废弃物如果皮、过熟水果等含有丰富多样的AAB菌群，这些适应酸性环境的微生物对开发地域特色发酵产品具有独特优势。

正是在这样的背景下，来自孟加拉农业大学食品工程与技术系的Sangida Yasmin团队在《Applied Food Research》发表了创新性研究。他们从当地水果市场采集芒果、苹果和香蕉等过熟水果，通过葡萄糖酵母提取物碳酸钙(GYC)培养基分离出具有产酸特性的AAB菌株（经鉴定主要为醋酸杆菌属Acetobacter）。研究人员设计了两阶段发酵体系：首先用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)将不同TSS浓度(10-14°Brix)的椰子水进行15天酒精发酵，随后接种5-10%的AAB菌液进行14天好氧醋酸发酵，最终获得S1-S4四个实验组的椰子醋产品。

关键技术包括：采用标准微生物分离培养技术从水果废弃物获取AAB；通过pH计、酒精计等监测发酵过程参数；使用福林酚试剂法测定总酚含量(TPC)；采用平板计数法跟踪总活菌数(TVC)变化；参照AOAC标准方法分析蛋白质、脂肪等营养成分；组织10人感官小组进行9分制感官评价。

研究结果揭示多项重要发现：

1. 1.

   醋酸菌鉴定

   从水果废弃物分离的菌株在卡尔(Carr)培养基上显示典型Acetobacter特征（培养基由绿变黄），镜检为革兰阴性无芽孢杆菌，过氧化试验阳性，这些特性与醋酸发酵功能高度吻合。

2. 2.

   TSS动态变化

   酒精发酵阶段，14°Brix组的TSS从14.36±0.15降至3.26±0.11，显著高于10°Brix组(p<0.05)，证实高糖浓度促进酵母代谢活性。

3. 3.

   理化特性

   S4组(14°Brix, 10%接种量)表现出最优品质：醋酸含量达6.4±0.2%，灰分0.50±0.01%，蛋白质0.21±0.02%，均显著高于其他组。陈酿180天后其pH降至2.96，滴定酸度升至4.28%，显示出色稳定性。

4. 4.

   生物活性物质

   TPC随陈酿时间显著增长，S4组在180天时达76.11±0.36 mg GAE/100mL，比初始值提升43%，表明发酵过程有效释放了结合态酚类物质。

5. 5.

   微生物动态

   TVC计数显示发酵初期菌数达6.22 log CFU/mL，随酸度升高逐渐下降至2.87 log CFU/mL，符合典型醋酸发酵微生物消长规律。

6. 6.

   感官品质

   陈酿显著改善产品接受度，14°Brix组在颜色、风味和总体接受度评分均超过7.5分(9分制)，评委特别指出4个月陈酿后产生了更复杂的芳香物质。

这项研究首次系统论证了利用水果废弃物源AAB转化椰子水的可行性，建立了可调控的发酵工艺参数。其创新价值体现在三方面：一是开发了"废弃物处理-资源转化-高值产品"的循环经济模式；二是证实本地微生物资源可替代商业菌种；三是产品兼具营养功能性和地域特色。虽然研究未进行规模化试验和经济性分析，但为热带地区农产品加工提供了新思路——据估算，若推广该技术，仅孟加拉国每年就可减少数千吨有机废物，同时创造可观的经济价值。

未来研究可深入分子机制，如通过宏基因组学解析发酵微生物群落结构，或采用GC-MS鉴定风味物质组成。此外，扩大感官评价样本量、开展保质期试验和成本效益分析，将加速该技术从实验室走向产业化。这项成果不仅为食品工业提供了新型发酵基质选择，更展示了农业废弃物"变废为宝"的经典案例，对实现联合国可持续发展目标(SDGs)中的负责任消费和生产具有示范意义。