1、冬瓜汁乳酸发酵饮料的研究技 2006,Vo1.27,No.03267冬瓜汁乳酸发酵饮料的研究姜觅,谢锋(上海理工大学低温与食品研究所,上海 200093)摘要:以冬瓜为主要原料,研制出一种营养丰富,均衡 ,有冬瓜风味的乳酸饮料.在研究中确定了主要工艺流程,并通过酉己方筛选的正交试验对最佳发酵条件以及工序中影响制品的其他因素进行了分析探讨关键词:冬瓜汁;乳酸菌:调配;发酵StudyonFermentingTechnologyofLacticAcidBeverageofGourdJIANGMi,XIEFeng(InstituteofCryogenicsandFoodResearch,Shangha
2、iUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:Usingthewhitegourdasthemainlawmaterial,akindoflacticacidbeveragewithrichnutrition,equilibriuminnutrientsandretainingtheflavorofwalnutswasdeveloped.Afteralongtimeofstudy,amaintechnologicalprocessandtheoptimumconditionsoffermentationaffec
3、tingthequalityofproductsoftheprocesswerefound.Keywords:whitegourdjuice:lactobacillus;prepare:ferment中图分类号:TS275.4 文献标识码:A 文章编号:10026630(2006)03.0267.05冬瓜(Whitegourd)属葫芦科植物 ,存我国南北各地均有广泛种植,长期以来人们当作蔬菜使用,传统加工主要用于蜜饯,果脯等.冬瓜瓜质鲜嫩,含有丰富的微量元素和维生素等营养成分,其所含 Ca,Fe 等无机盐比西瓜,南瓜丰富,所含 VC 可与西红柿媲美 .现代医学还发现,冬瓜含有大量丙醇二酸能防止
4、体内脂肪堆积,有减肥之功效.冬瓜还能够辅助治疗肾炎,肝炎,气管炎,高血压,动脉硬化等病症 I21.为冬瓜具有一定的药理保健作用及良好的加工性能,是加工果蔬型饮料的良好原料.用冬瓜汁辅以乳糖,红椒等辅料,经乳酸菌发酵制成的冬瓜汁乳酸饮料,能够提高冬瓜汁乳酸饮料的稳定性和消化吸收率,产酸,产香使制品的风味更加醇厚,强化冬瓜汁乳的肠道保健功能,是一种营养丰富,风味独特,令消费者更容易接受的营养型保健饮料1 材料与方法1.I 材料与设备所有原辅料选择均按国际标准执行.I.I.1 试验原料当地产新鲜冬瓜和红辣椒.无污染,无杂质.1.1.2 辅助材料羧甲墓纤维素,柠檬酸三钠,黄原胶,琼脂,果胶等.1.1.
5、3 试验菌种保加利亚菌(Lactobacilliusbulgaricus),嗜热链球菌(Streptoccusthermophilus)等菌均来本实验室分离,筛选并保存.1.1.4 主要仪器与设备JD5002 型电子天平,生化培养箱,立式压力蒸汽灭菌器,紫外线分光光度计,数显恒温水浴锅,高速组织榨汁/搅拌器,真空干燥箱,高乐均质机,数字型 PH 计,超净工作台.1I2 方法1.2.1 工艺流程收稿日期:2005.05.23作者简介:姜(1981.),女,硕士研究生,研究方向为食品微生物和食品安全.2682I,f.277_0.I“技术应冬瓜一挑选一清洗一切块一护色一清洗一称_辱;=一加热煮汁一冷
6、却榨汁I稳定剂等一调配l均质I乳酸菌一 MRS 活性数次一种了液扩人培养 24h 一接种加辅料一 I发酵 30h 左右(根据菌种选定温度)I冷却,后熟I均质I罐装l杀菌成品1.2.2 工艺技术要点1.2.2.1 原料的选择与处理选择新鲜,无虫害,无腐烂的无损伤冬瓜,用流动水进行清洗,洗去泥沙等杂质.1.2.2-2 护色本实验首先选用不同种类的护色剂及同一种护色剂以不同浓度进行护色试验,以选取最佳护色剂,见表 l.1.2.2-3 清洗加热煮汁,将经 20min 护色的冬瓜块从护色液中捞出,用清水冲洗两遍,以去除护色液.1.2.2.4 热烫在沸水(95100C)热烫 23min,漂烫后:_L 即用
7、冷水冷却室温.1.2.2.5 打浆按冬瓜汁:水=l:2 的比例用打浆机打浆,并用 200 日不锈钢筛网过滤.1.2.2.6 生产发酵剂的制备菌种活化采用培养基为MRS 液体培养基,将嗜热链球菌和保加利亚菌按 l:l 比例混合接种于不同比例的冬瓜汁与牛奶的培养基中逐步驯化,将所得的不同比例的发酵剂进行扩大培养即制得生产发酵剂,备用.1.2.2.7 调配调整冬瓜汁 pH 值到 5.06.5,在乳状浆中加添加剂(稳定剂等) 搅拌混合均匀.稳定剂用使用 0.10%黄原胶+0.10%CMC 效果最佳 ,且其最佳用量为 0.25%.1.2.2.8 均质将调配好的浆汁在 600mmHg 真空度下脱气,然后再
8、在 20MPa 下均质.1.2.2.9 灭菌杀菌温度采用 121C,灭菌维持 15min,杀死混合液中的有害微生物,并且使各种成分进一步混均.1.2.2.10 接种发酵将灭菌后的料汁经热交换器冷却至4045时,在无菌操作条什下按 4%接种生产发酵剂.混合菌种组成为:嗜热链球菌:保 3nJJ 亚杆菌=l:1,然后在(40 1)的恒温箱培养 24h,酸度达 85105T.1.2.2.11 均质和罐装在 20MPaF 再一次进行均质,然后进行罐装.1.2.2.12 杀菌及冷却玻璃罐或金属罐包装在罐装后采用加压或常压巴氏杀菌法(85,10min),软包装在罐装前进行超高温瞬时灭菌(121,5S),再进
9、行无菌包装.杀菌后尽快冷却至 38左右.1.2.2.13 成品检验抽样进行感官,理化指标及微生物指标检验合格后,成品方可装箱出厂.1.2.3 分析指标及测试方法1.2.3.1 酸度测定吸取样品于 5ml 三角瓶中,加入40ml 新煮沸放冷至 40的水,混均,滴入 5 滴酚酞指示液,用 0.1mol/LNaOH 溶液滴定至微红色,在 0.5min内不消失为滴定终点,消耗的 0.1mol/LNaOH 溶液的毫升数,乘以 20 即为酸度.1.2-3.2 乳酸测定用标准的 NaOH 滴定总数,换算为乳酸量乳酸(%)=NVK100%,W其中:N 为 NaOH 标准液的摩尔浓度;v 为消耗的 NaOH 体
10、积:K 为转化成乳酸的系数:w 为取液量l-2,3.3pH 测定采用数字型 PSHJ.3F 酸度计测定.1.2.3-4 乳酸菌计数平板菌落计数法,取样前,用点燃的酒精棉球烧灼瓶口灭菌,用灭菌开瓶将盖启开.将冬瓜汁发酵保健饮料倒入 500ml 灭菌广口瓶内,覆盖一灭菌纱布,轻轻摇荡,待气体全部逸出后,再进行取样,稀释,检验【34( 以下微生物学检验的取样前处理均相同).1.2.3.5 其他指标的测定密度用乳稠计测定;可溶性固体使用手持式折光仪测定;脂肪用碱性乙醚法测定;蛋白质用凯氏定氮法测定.1.2.3.6 感官评定多人根据冬瓜乳的感官品质如色(20分),香(20 分),味(30 分),稳定 N
11、(30 分)等进行综合评分,取平均分.2 结果与讨论技术应用宦品科学 2006,Vo1.27,No.032692.1 产品质量指标2.1.1 感官指标色泽呈天然乳白色,具有产品自然的滋味及气味,无异味.2.1-2 理化指标蛋白质1.5g/100ml;酸度 85105T.:总糖5g/100ml;脂肪3.2g/100ml:可溶性固体含量10g/100ml;稳定剂等符合 GB2760.1996 食品添加剂使用 lJ 生标准;重金属含量低于国家标准.2.1-3 微生物指标细菌总数300 个/ml,无致病菌,产品保质期大于 180d.2.2 不护色剂对冬瓜原汁的护色效果根据不同护色剂做试验比较,试验结果
12、见表 1.表 1 不同护色剂对冬瓜原汁的护色效果Table1Theeffectofdifferentcolor-stabiliarsuponwhitegourdjuice由表 1 可看出,抗坏血酸与柠檬酸结合护色效果最好.另外,在护色的同时加入 O.5%的无水氯化钙,可使冬瓜块硬化,有利于榨汁工序的进行.2.3 冬瓜汁乳酸饮料发酵工艺工艺条件的选择2.3.1 配方的筛选2.3.1.1 发酵温度冬瓜汁的乳酸发酵受多种因素的影响,温度,接种量是主要的影响.温度直接影响着微生物的生长代谢,此有必要单独考察一下温度对发酵产酸的影响,本试验采用温度水平为 35,4O,45,接种量为 3%.定时取量测定乳
13、酸含量,结果见表 2.表 2 不同温度发酵产酸情况(乳酸含量,%)Table2Acid-producingconditionindifferenttemperatures(1acticacidconcentration,%)由表 2 可知,发酵温度越高,发酵速度就越快:但发酵温度过高,产酸却有下降的趋势.这是因为温度高,菌体繁殖较快,产酸也较快而多,但温度过高,培养基中的营养物质多消耗在细胞的生长繁殖上了,结果用于合成乳酸的底物量减少,最终的乳酸含量减少.因此发酵应选取合适的发酵温度.4O对于本次试验是最合适的.再根据 4O下的产酸情况,从乳酸含量,经济效益两方面考虑,认为发酵 48h 即可结
14、束.2-3.1.2 最佳发酵工艺参数试验选取温度,接种量,初始 pH 值等凶素作为研究对象,运用 L,(3)表做正交试验 ,试验因素及水平表见 3,选取乳酸含量作评价指标,发酵 48h.试验结粜见表 4,对表 4 进行数据分析,分析结果见表 5.表 3 试验因素及水平表Table3Experimentfactorandleveltable表 4 试验方案及结果Table4Experimentplanandresults表 5 数据处理结果表(乳酸含量.%)“rable5Datatreatedresulttable(1acticacidconcentration,%)由表 4 及表 5 可以看出
15、,3 个因素对指标值的影响是 BAC,即发酵温度对指标的影响最为显着,接种量次之,初始 pH 值对指标的影响最小,最佳的试验组合应为 A,BtC,即接种量(7%),发酵温度(40“C),初始 pH 值(6.5).2.3-2 添加乳糖对发酵过程的影响冬瓜汁中总糖的含量较高,但可以被保加利亚杆菌2702D06I2No.03和嗜热链球菌发酵的糖类含量并不高.本试验采用接种量:为 7%,发酵温度 40,初始 pH 值 6.5 的条件下分别添加不同含量(0,0.5%,0.75%,1.0%,1.25%)的乳糖并培养 0,1,2,3d 测定各自的 pH 值指标,同时在相同接种量,发酵温度和初始 pH 值条件
16、下培养 24h测定各发酵液乳酸活菌数指标,测定结果见表 6 及图 1.表 6 添加乳糖对发酵的影响(洲值指标)Tahie6Theffectoflactoseadditiononfermentation(pHvalueleve1)1211鎏 10嚣.800.50.751.O1.25乳精含量(%)图 1 添加乳糖对发酵的影响Fig.1Theeffectoflactoseadditiononfermentation由表 6 及图 1 可以看出,加入乳糖后,随着发酵时间加长,发酵液的 pH 值越来越小,添加 1.0%浓度乳糖时甜度适中,风味最佳,当发酵 3d 时,pH 值就下降到了 2.79 左右,说
17、明乳糖的确能够促进乳酸菌发酵,并调节发酵液的口味.2.3_3 添加红辣椒对发酵过程的影响添加红辣椒进行人工接种发酵较之不添加红辣椒发酵冬瓜汁的特点为:发酵液的色泽更加鲜艳,泽液更加澄清,El 味调和,具有突出鲜味,且酵味持久.本试验采用接种量为 7%,发酵温度 40,初始 pH 值 6.5 的条件下分别添加不同含量(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,的红辣椒并培养 0,1,2,3d 测定各自的 pH 值指标,同时在相同接种量,发酵温度和初始 pH 值条件下培养 24h测定各发酵液乳酸活菌数指标,测定结果见表 7 及图 2.表 7 添加红辣椒对发酵的影响Table7Theeffecto
18、fchilliadditiononfermentation_一瓤妊红椒含量(%)图 2 添加不同含量的红辣椒对发酵的影响Fig.2Theeffectofchilliadditionontermentation由表 7 及图 2 可以看出,加入红辣椒后,能杀死了一些腐败菌,起到防腐剂和赋予制品独特风味的作用,然而,在红辣椒作为防腐剂的同时对冬瓜汁中乳酸菌的生长有一定的抑制作用,从而减缓了异型乳酸菌的发酵速度.2.4 稳定剂的选择和使用稳定剂的作用是使饮料产品常时问保持刚制成时的均匀稳定状态【.冬瓜汁乳酸饮料必须使用合适的稳定剂.我们对 CMC,黄原胶和琼脂及复合剂进行了比较试验(如表 3),结果
19、表明,试验选用的稳定剂对冬瓜汁乳酸饮料的稳定性均有一定作用,其作用大小与用量呈正相关;复合稳定剂的效果较单一稳定剂的好,使用 0.10%黄原胶+0.IO%CMC 效果最佳,且其最佳用量为 0.25%.2.5 均质对制品质量的影响前均质的作用是使稳定剂充分溶解分散,使其起到表 8 不同的稳定剂对产品自然分层率,离心分层率,粘度等的影晌Table8Theeffectofdifferentstablilizersontheratioofnaturaldelamination,centrifugaldelaminationandviscosity技术应 2006,VoL27,No.03271最佳的稳定
20、的作用.后均质的主要目的是使破碎发酵凝乳中的蛋白质粒了,进而使稳定剂充分发挥作用 l4】 ,同时使得制品变得细腻柔和.另外,高压均质增加了相界面,增强了蛋白质一脂肪相互作用的程度,可以防止蛋白质的热变性,提高制品的稳定性.在不同压力下的均质,比较沉淀率大小,确定最佳均质压力,结果表 9.最 9 不 l 司均质压力处理下产品的状Table9Thepropertiesoftheproductinthedifferenthomogeneouspressure产品性状I_口感粗糙般细腻细腻细腻沉淀率(%)4.92.181.851.831.81从表 9 可知,均质与否有很大差别,不均质沉淀率为 4.9%,而 20MPa 压力下均质,沉淀率降到 1.85%,压力人于 20MPa,沉淀率几乎无变化.I 大】此,选用20MPa 压力下均质即可达到良好效果.均质温度以 5070为宜,高温易使蛋白质变性.2.6 杀菌温度及时间对制品质量的影响由于果蔬汁饮料中富含多种营养成分,且易受热分离和被氧化破坏,故产品品质的好坏与杀菌条件有密切
