低糖乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯工藝

魯明，吳興壯，張華，張曉黎，王小鶴，遲吉捷

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品與加工研究所，遼寧沈陽110161）

胡蘿卜營養(yǎng)豐富，含有胡蘿卜素、多種氨基酸、膳食纖維，以及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)，不僅易于人體消化吸收，而且具有健脾、化滯、解毒、防治夜盲癥、保護(hù)視力、降血壓和抗癌等多種保健功能，享有“小人參”之美譽(yù)，是一種天然保健食品[1-2]。開展胡蘿卜乳酸菌發(fā)酵系列產(chǎn)品的研究，對人類健康意義重大。

乳酸菌及其發(fā)酵制品對人體健康有良好作用，具有幫助消化，改善腸道微生態(tài)環(huán)境，抑制腐敗菌生長，合成營養(yǎng)素，提高免疫力等生理功效。乳酸發(fā)酵所產(chǎn)生的乳酸等一些生理活性物質(zhì)可直接提高發(fā)酵食品的營養(yǎng)價(jià)值和適口性。而且乳酸菌還能降解某些原料的異味，具有抗菌和保健作用[3-4]。

研究低糖乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯目的在于通過特有的工藝，既保存了胡蘿卜的營養(yǎng)成分，延長胡蘿卜供應(yīng)期，調(diào)節(jié)淡忘季的需求，又具有乳酸菌發(fā)酵特有作用，提高了胡蘿卜保健價(jià)值，改善了產(chǎn)品風(fēng)味，產(chǎn)品市場開發(fā)前景廣闊。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設(shè)備

1.1.1 材料

乳酸菌菌種：遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品與加工研究所保存；胡蘿卜：市售；白砂糖、CaCl2、NaCl等均為食品級。

1.1.2 儀器設(shè)備

多功能液體菌種培養(yǎng)器：吉林金草生物工程公司；電子天平：北京賽多利斯儀器系列有限公司；超凈工作臺：蘇州凈化設(shè)備有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械一廠；PHSJJ-4A型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司，雷磁儀器廠；全自動(dòng)立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；不銹鋼發(fā)酵罐：吉林金草生物工程公司；數(shù)顯式電熱恒溫干燥箱：上海陽光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；真空包裝機(jī)：浙江葆春包裝機(jī)械總廠；手持糖度計(jì)：成都興晨光光學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌種的制備

1.2.1.1 液體培養(yǎng)基制備

實(shí)驗(yàn)采用培養(yǎng)基配方見表1。

表1 培養(yǎng)基配方Table 1 The formula of culture medium

1.2.1.2 生產(chǎn)種培養(yǎng)基制備

將新鮮胡蘿卜300 g洗凈、切片，用1 000 mL水煮沸30 min（定容），冷卻后過濾調(diào)pH至6.5。分裝后進(jìn)行高壓滅菌（滅菌條件：121℃，20 min）。

1.2.1.3 發(fā)酵劑制備

在超凈工作臺上，分別將3種菌種按比例接入生產(chǎn)種培養(yǎng)基中，進(jìn)行恒溫培養(yǎng)（培養(yǎng)條件：28℃，22 h）。

1.2.2 工藝流程

挑選胡蘿卜原料→清洗→去皮→切分→硬化→漂洗→接種→發(fā)酵→糖漬→瀝糖→熱烘→包裝→成品

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3.1 發(fā)酵條件的確定

1）發(fā)酵劑接種量的選擇：以胡蘿卜片為原料（加水60%），在28℃條件下，設(shè)定1%、3%、5%、7%、9%，5個(gè)接種量，測定不同時(shí)期其產(chǎn)酸（pH）情況。2）發(fā)酵溫度和時(shí)間的選擇：以胡蘿卜片為原料（加水60%），按5%的接種量。設(shè)定 8 個(gè)發(fā)酵溫度：14、16、18、20、22、24、26、28℃。定期測定其產(chǎn)酸情況，通過10人對發(fā)酵胡蘿卜片到達(dá)終點(diǎn)時(shí)（pH3.0）進(jìn)行感官指標(biāo)評分，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 發(fā)酵胡蘿卜片感官指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory index grading standard of the fermentation carrots pieces

1.2.3.2 糖漬與烘制條件的選擇

選取糖液濃度、糖液煮漬時(shí)間、烘制溫度、烘制時(shí)間4個(gè)因素，各因素取3個(gè)水平，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，因素與水平見表3。

表3 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平L9（34）Table 3 Factors and levels of the orthogonal test

通過15人次對胡蘿卜果脯進(jìn)行感官綜合評價(jià)，按感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表4）進(jìn)行評定。

表4 胡蘿卜果脯感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 The sensory evaluation standards of the preserved carrots

1.2.4 操作要點(diǎn)

1）胡蘿卜選擇、清洗：選擇新鮮、顏色橙紅、心髓小、無腐爛和損傷、直徑在3 cm左右的胡蘿卜，用清水洗凈。

2）去皮、切分：用刀具刮去胡蘿卜皮，去柄，將胡蘿卜沿徑向橫切成6 mm～8 mm厚的圓片。

3）硬化：把胡蘿卜片放入0.5CaCl2+0.6%NaCl+0.15%檸檬酸配成的硬化、護(hù)色液中浸泡1 h。

4）漂洗：將護(hù)色、硬化后的胡蘿卜沖洗2～3遍，以防硬化劑澀味，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

5）接種、發(fā)酵：接入一定量的乳酸菌發(fā)酵劑，恒溫培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中測pH，當(dāng)達(dá)到3.1左右終止發(fā)酵。

6）糖漬、瀝糖：將適量的白砂糖煮沸后放入發(fā)酵的胡蘿卜片，保持微沸至煮熟為止，再浸漬24 h后，將胡蘿卜片瀝糖18 h。

7）熱烘：將瀝糖后的胡蘿卜片在鼓風(fēng)干燥箱中一定溫度下進(jìn)行干燥至產(chǎn)品表面干爽不粘。

8）包裝：烘好的乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯冷卻后，用真空包裝機(jī)進(jìn)行包裝。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵條件的確定

2.1.1 發(fā)酵劑接種量的確定

發(fā)酵劑接種量的確定見表5。

表5 發(fā)酵劑不同接種量對胡蘿卜發(fā)酵產(chǎn)酸（pH）情況影響Table 5 The carrots fermentation（pH）effect of different inoculation quantity of fermentation agent

由表5可知，在一定范圍內(nèi)，發(fā)酵劑接種量越大，胡蘿卜發(fā)酵產(chǎn)酸速度越快，發(fā)酵時(shí)間越短。在接種量大于3%時(shí)，pH變化不明顯。因此，選擇發(fā)酵劑接種量3%比較適宜。

2.1.2 發(fā)酵溫度和時(shí)間的確定

發(fā)酵溫度和時(shí)間的確定見表6。

表6 不同溫度和時(shí)間胡蘿卜發(fā)酵產(chǎn)酸（pH）結(jié)果Table 6 The carrots fermentation（pH）result of different temperature and time

由表6可知，發(fā)酵溫度越高，發(fā)酵速度越快，發(fā)酵周期越短。

2.1.3 不同發(fā)酵溫度發(fā)酵胡蘿卜片到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)風(fēng)味品評情況

不同發(fā)酵溫度發(fā)酵胡蘿卜片到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)風(fēng)味品評情況，見表7。

表7 不同發(fā)酵溫度發(fā)酵胡蘿卜片到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)胡蘿卜汁風(fēng)味品評Table 7 The carrot juice flavor evaluation at the end of fermentation of different fermentation temperature ferment carrots pieces

由表7可知，發(fā)酵溫度在16℃～26℃之間，發(fā)酵產(chǎn)品綜合得分較高；發(fā)酵溫度高于26℃時(shí)和低于16℃時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)品綜合得分較低，發(fā)酵產(chǎn)品風(fēng)味明顯變差。結(jié)合表6產(chǎn)酸情況，從口感、風(fēng)味、效率、能耗等生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，綜合評價(jià)認(rèn)為，選擇胡蘿卜發(fā)酵溫度16℃～26℃，時(shí)間9 d～17 d適宜。

綜上所述確定胡蘿卜發(fā)酵最適條件為：接種量3%，發(fā)酵溫度16℃～26℃，時(shí)間9 d～17 d。

2.2 糖漬與烘制條件的選擇

2.2.1 糖液濃度的確定

以發(fā)酵好的胡蘿卜片為原料，煮漬時(shí)間30 min，設(shè)計(jì)糖液濃度為3種方式：35%，45%，55%，胡蘿卜在不同糖液濃度煮漬結(jié)果見表8。

表8 不同糖液濃度煮漬胡蘿卜情況Table 8 The carrots state of different sugar concentration cooking

從表8可以看出：在同等條件下，糖液濃度為45%的胡蘿卜評分最高，糖液濃度為35%的胡蘿卜酸度大，甜度小，產(chǎn)品透明度不好，糖液濃度為55%的胡蘿卜太甜。

2.2.2 糖液煮漬時(shí)間的確定

以發(fā)酵好的胡蘿卜片為原料，糖液濃度為45%，設(shè)計(jì)糖液煮漬時(shí)間為3種方式：20、25、30 min，胡蘿卜在不同糖液煮漬時(shí)間結(jié)果見表9。

表9 不同糖液煮漬時(shí)間胡蘿卜情況Table 9 The carrots state of different time of sugar cooking

從表9可以看出：在同等條件下，糖液煮漬時(shí)間25 min的胡蘿卜評分最高，未熟透和熟過勁的效果均不好。

2.2.3 低糖乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯的最優(yōu)糖漬及烘制條件的確定

L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 10 The results of orthogonal test

從表10可以看出：A2B2C2D2綜合得分最高，即酸甜度、質(zhì)地、色澤綜合評定結(jié)果最好，為最佳組合。由極差分析R值A(chǔ)＞D＞C＞B可見，糖液濃度對胡蘿卜果脯影響最大，其次為烘制時(shí)間、烘制溫度、再次為糖液煮漬時(shí)間。經(jīng)過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，A2B2C2D2組合制得胡蘿卜果脯酸甜度、質(zhì)地、色澤均好。

綜上，本試驗(yàn)確定的乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯最適工藝參數(shù)為：糖液濃度45%、糖液煮漬時(shí)間45 min、烘制溫度60℃、烘制時(shí)間12 h。

3 結(jié)論

采用單因素和正交試驗(yàn)對乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯進(jìn)行了系統(tǒng)研究，確定了乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜最佳工藝參數(shù)為：接種量3%，發(fā)酵溫度16℃～26℃，時(shí)間9 d～17 d。乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜果脯最適工藝參數(shù)為：糖液濃度45%、糖液煮漬時(shí)間45 min、烘制溫度60℃、烘制時(shí)間12 h。

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