徐 春，鄒成梅，劉 麗，吳 鵬

(黃岡師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 黃州 438000)

團(tuán)風(fēng)荸薺發(fā)酵飲料的研制

徐 春，鄒成梅，劉 麗，吳 鵬

(黃岡師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 黃州 438000)

以荸薺汁為主要原料，采用保加利亞乳桿茵和嗜熱鏈球茵按1∶2(漿水比)的比例進(jìn)行乳酸發(fā)酵，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得到其最佳工藝參數(shù)：漿水比1∶2，接種量2.00%，發(fā)酵時間8h，發(fā)酵溫度41℃。

荸薺汁；乳酸發(fā)酵；保加利亞乳桿菌；嗜熱鏈球菌

隨著人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，回歸自然已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N追求。亞健康狀態(tài)的提出以及人們生活水平的提高，促進(jìn)了人們在觀念上的轉(zhuǎn)化。目前市面上的乳酸飲料通常是以牛奶、豆奶、蔬菜為原料，經(jīng)乳酸發(fā)酵而成的，但還沒有以果汁為原料的乳酸發(fā)酵飲料。如何研制出營養(yǎng)豐富，價格低廉，消費(fèi)者易接受的發(fā)酵飲料成為課題研究要考慮的首要因素[1-4]。荸薺味甜多汁、清脆可口，可抗腫瘤、降血壓。目前研究表明荸薺是一種集營養(yǎng)、保健、藥用等多種功能于一體的優(yōu)質(zhì)水果原料。

選用黃岡市團(tuán)風(fēng)縣的荸薺，一是團(tuán)風(fēng)荸薺價格成本低，品質(zhì)優(yōu)良；二是種植面積廣，產(chǎn)量高，能夠滿足食品飲料加工企業(yè)的需求；三是可以開發(fā)本地的資源，將特色農(nóng)產(chǎn)品投入市場，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，帶動薄弱地區(qū)的人民走向致富之路，同時可用科學(xué)的方法引導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，另外，荸薺貯存期短，將其制成發(fā)酵果汁不僅可以延長它的貨架期，還可以豐富產(chǎn)品的種類，可謂一舉兩得。

1 材料與儀器

1.1 材料

新鮮荸薺(購于團(tuán)風(fēng)縣)、新鮮純牛奶、新鮮酸奶、市售乳酸菌、檸檬酸、檸檬酸鈉、黃原膠、橙汁香精，均為食用級。

1.2 儀器

LX-B50立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器(合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司)，RB-CJ-IND超凈工作臺(北京瑞邦興業(yè)科技有限公司)，HSX-150L恒溫恒濕箱(北京國科科技有限公司)，SPX-150L生化培養(yǎng)箱(北京國科科技有限公司)，AL204分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)工藝流程

荸薺→挑選→清洗→去皮→稱重→榨汁→過濾(紗布100目)→調(diào)配→均質(zhì)→

↑

白砂糖、穩(wěn)定劑

檸檬酸、檸檬酸鈉

→滅菌→冷卻→(活化后菌種)接種→恒溫發(fā)酵→調(diào)配→后熟→成品→檢驗(yàn)

1.原料預(yù)處理

原料選擇：要選擇球莖較大、皮薄完整、黑褐色、肉呈白色、組織脆嫩、昧甜而且淀粉含量低的新鮮荸薺，剔除破裂、傷爛、病蟲侵害的荸薺。

2.清洗、去皮、稱重

用清水浸泡20～30min，洗去果面泥沙、灰塵，直至干凈。用小刀先削除荸薺兩端芽眼和根，再削去果皮及黃色部分。

3.打漿、過濾

將果肉放入榨汁機(jī)中加水(果肉：水=1∶1，m/v)進(jìn)行破碎；榨汁后，用紗布進(jìn)行過濾荸薺汁。其中水為冷卻的開水。

4.調(diào)配、均質(zhì)

在果汁中添加1%的穩(wěn)定劑-黃原膠水溶液和5%白砂糖，用檸檬酸和檸檬酸鈉調(diào)節(jié)果汁pH約6.0，充分?jǐn)嚢杈鶆騕5-6]。

5.滅菌

用保鮮膜密封器皿口，放入水浴鍋中進(jìn)行滅菌。殺菌條件：殺菌溫度70℃，殺菌時間15min。

6.冷卻、接種、發(fā)酵

冷卻到25℃左右，按不同的接種量進(jìn)行接種后置于一定得溫度下恒溫發(fā)酵[7]。

7.后熟

發(fā)酵完畢后置于4℃左右的冰箱內(nèi)冷卻后熟，即得成品酸甜可口的發(fā)酵荸薺果汁。

8.檢驗(yàn)

對成品進(jìn)行感官評定。感官評定方法：感官評定人員為5人，其中女性4人，男性1人，從色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)四個方面進(jìn)行評價，各項(xiàng)均為25分，最后取5人評分的平均值。色澤：色澤呈乳白色，明亮宜人；氣味：具有濃郁的荸薺果香與乳酸菌乳香結(jié)合散發(fā)出愉人香味，并伴隨輕微的香橙香精味?？诟校嚎诟屑?xì)膩，酸甜可口，酸味純正綿長。組織狀態(tài)：狀態(tài)：乳白色液體，質(zhì)地均勻，無分層，流動性較好。具體評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.2 單因素試驗(yàn)

本研究選取漿水比、接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度四個影響因素進(jìn)行設(shè)計，每個因素選取5～7個水平，做單因素試驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)均平行做三次。

2.2.1 漿水比單因素試驗(yàn)

接種量1%，在37℃環(huán)境下培養(yǎng)12h，做漿水比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5和1∶6的單因素實(shí)驗(yàn)，果汁pH調(diào)至6.0，乳酸菌適宜生長的pH(4.5～6.5)[8-9]。

2.2.2 接種量單因素試驗(yàn)

將漿水比為1∶3的各瓶荸薺果汁按照接種量分別為0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%、3.00%進(jìn)行接種，在37℃環(huán)境下發(fā)酵12h，做單因素實(shí)驗(yàn)。

2.2.3 發(fā)酵時間單因素試驗(yàn)

將漿水比為1∶3的各瓶荸薺果汁接種乳酸菌量為2.00%，將各樣品在37℃下分別發(fā)酵不同時長，依次為4h、8h、12h、16h、20h、24h、28h，做單因素實(shí)驗(yàn)。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)表

2.2.4 發(fā)酵溫度單因素試驗(yàn)

保加利亞乳桿菌發(fā)酵的最適宜溫度為(42～45℃)，嗜熱鏈球菌發(fā)酵的最適宜溫度為(35～42℃)[10-15]，所以選定發(fā)酵溫度范圍為29～45℃。

將漿水比為1∶3的各瓶荸薺果汁接種乳酸菌量為2.00%，分別將各樣品在29℃、33℃、37℃、41℃、45℃不同溫度下發(fā)酵12h，做單因素實(shí)驗(yàn)。

2.3 正交試驗(yàn)

荸薺發(fā)酵飲料條件的優(yōu)化：為確定荸薺發(fā)酵飲料的最佳工藝條件，選取漿水比1∶2、1∶3、1∶4，接種量1.50%、2.00%、2.00%，發(fā)酵時間8h、12h、16h，發(fā)酵溫度33℃、37℃、41℃四個考察因素，以感官評定分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，進(jìn)行四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)。因素水平見表2。

表2 正交因素試驗(yàn)水平表

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)

3.1.1 漿水比對發(fā)酵飲料的影響

由圖1可以看出產(chǎn)品感官評定分?jǐn)?shù)高于80的是漿水比為1∶1、1∶2和1∶3三個樣品，其中1∶2的最高，1∶1果汁濃度太高，且乳酸菌發(fā)酵較慢，不符合工廠的經(jīng)濟(jì)效益，而漿水比為1∶4、1∶5和1∶6的果汁，隨著水分的增多，果汁的百分含量大大降低，由此發(fā)酵得到的果汁口感較差，漿水比為1∶3，其口感較好，因此，初選定漿水比為1∶3。

3.1.2 接種量對發(fā)酵飲料的影響

由圖2分析可以看出，在漿水比、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度相同的條件下，接種量在0.50%～2.00%之間產(chǎn)品感官評定分?jǐn)?shù)逐漸增高，說明接種量慢慢接近最佳值；接種量在2.00%～3.00%時，分?jǐn)?shù)在慢慢下降，說明接種量過大，乳酸菌競爭明顯，產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物影響了產(chǎn)品的感官； 2.00%接種量產(chǎn)品口感最好，發(fā)酵果汁酸味適宜，無明顯分層或渾濁。因此，初選擇最佳接種量為2.00%。

3.1.3 發(fā)酵時間對發(fā)酵飲料的影響

由圖3分析可以看出，在漿水比、接種量和發(fā)酵溫度相同的條件下，發(fā)酵時間在4～8h之間產(chǎn)品感官評定分?jǐn)?shù)逐漸增高，口感也越來越好，而在12～28h之間分?jǐn)?shù)急劇下降，發(fā)酵果汁的酸味越來越重，且伴隨很濃的異味。因此，初選發(fā)酵時間8～12h。

3.1.4 發(fā)酵溫度對發(fā)酵飲料的影響

由圖4分析可以看出，在相同的漿水比、接種量、發(fā)酵時間內(nèi)，29～33℃之間發(fā)酵速度緩慢，不符合工廠效益，且口感粗糙。41～45℃發(fā)酵速度太快，發(fā)酵產(chǎn)物堆積太多，味道很酸難以入口，這一點(diǎn)感官評定分?jǐn)?shù)驟降可以看出。45℃的感官評價很低，說明45℃的發(fā)酵速度已變化。因此，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的發(fā)酵較適宜溫度為33～41℃。

圖1 漿水比對荸薺發(fā)酵飲料的影響

圖2 接種量對荸薺發(fā)酵飲料的影響

圖3 時間對荸薺發(fā)酵飲料的影響

圖4 溫度對荸薺發(fā)酵飲料的影響

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

分析表3可知：漿水比單因素實(shí)驗(yàn)中k2>k1>k3，接種量單因素實(shí)驗(yàn)中k2>k1>k3，發(fā)酵時間單因素實(shí)驗(yàn)中k2>k1>k3，發(fā)酵溫度單因素實(shí)驗(yàn)中k3>k1>k2。

綜合對表3正交直觀性分析和表4正交方差性分析可知：影響團(tuán)風(fēng)荸薺發(fā)酵飲料的發(fā)酵工藝的主次順序是C>B>A>D，即發(fā)酵時間>接種量>漿水比>發(fā)酵溫度，其中發(fā)酵時間影響的最為顯著，得出正交試驗(yàn)最佳水平C2B2A1D3。因此，團(tuán)風(fēng)荸薺發(fā)酵飲料的最佳組合是：漿水比1∶2，接種量2.00%，發(fā)酵溫度41℃，發(fā)酵時間8h。

經(jīng)過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，按1∶2漿水比例接入2.00%的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，在41℃環(huán)境下發(fā)酵8h，能得到營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特的團(tuán)風(fēng)荸薺發(fā)酵飲料。即保留了原果汁的風(fēng)味，又具備乳酸特有風(fēng)味的新型飲料。

表3 L9(34)正交結(jié)果直觀性分析表

表4 正交結(jié)果方差分析表

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責(zé)任編輯 王菊平

Development of Tuanfeng water chestnut fermented juice

XU Chun，ZOU Cheng-mei, LIU Li, WU Peng

(College of Life Sciences, Huanggang Normal University, Huangzhou 438000, Hubei, China)

The Lactobacillus Bulgaricus and streptococcus thermophilus (the thick water proportion is 1∶2) have been used to ferment the water chestnut fruit juice.The fermentation factors were optimized and the most suitable thick water proportion，inoeulum size，fermentation time and temperature were(1∶2)，2.00%，8 h，41℃.

juice of water chestnuts; lactic acid fermentation; Lactobacillus Bulgaricus; streptococcus thermophilus

2016-12-21 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.08

徐春，女，湖北麻城人，高級實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向?yàn)樘厣r(nóng)產(chǎn)品加工。

TS275.5

A

1003-8078(2017)03-0037-05