張艷明,胡傳銀,2,張洪永,孫艷軍
(1.徐州天馬敬安食品有限公司,江蘇徐州 221000;2.徐州康匯百年食品有限公司,江蘇徐州 221004)
牛蒡是以肉質根供食用的蔬菜,牛蒡根含有菊糖、多糖、皂苷、黃酮苷、膳食纖維,以及多酚類如咖啡酸、綠原酸、異綠原酸、醛類物質等豐富的營養成分。牛蒡根已在功能食品、藥品、保健品等方面形成了較多研究成果。研究表明,牛蒡中總木脂素、纖維素含量較高,同時含有少量的綠原酸、多糖,如果可以利用生物技術高效利用牛蒡,解決牛蒡資源利用率低的難題,對優化牛蒡資源利用和促進牛蒡產業的可持續發展具有重要的現實意義。近幾年市場熱銷酵素類產品,其除了用于減肥,還具有助消化、抗菌消炎、促進新陳代謝、增強免疫力、提高自愈力、分解致癌物質與癌芽細胞等功效;同時,發酵還會產生大量的益生菌代謝物,有助于改善腸道環境和提高人體免疫力,由于其綠色健康、營養安全,并具有一定的保健功效,在世界范圍內深受消費者的青睞。
牛蒡葉具有抗菌和抗真菌作用,并含有抗腫瘤物質,將其鮮葉水煎,可用于治療急性乳腺炎等[1-2]。山藥豆富含的氨基酸、膽堿、維生素、多糖等物質,營養價值高。葡萄不僅味美可口,而且營養價值很高。西紅柿既是蔬菜又是水果,含有豐富的營養物質,被稱為神奇的菜中之果。胡蘿卜是一種質脆味美、營養豐富的家常蔬菜,素有“小人參”之稱,被人們視為菜中上品,含有豐富的營養成分,具有補肝明目、清熱解毒的功效[3-4]。
試驗以新鮮牛蒡為原料,經殺菌、糖化、粉碎后,加入用牛蒡葉、山藥豆、葡萄、西紅柿、胡蘿卜等培養的復合發酵菌種進行發酵處理,控制其發酵進程,縮短發酵周期,以滿足消費者的需求。
1 材料與方法
牛蒡、牛蒡葉、山藥豆、葡萄、西紅柿、胡蘿卜,購于徐州西苑農貿市場;二氧化氯、檸檬酸,均為分析純。
ALC-110.4型電子天平,賽多利斯科學儀器有限公司產品;LDZX-30KBS型壓力蒸汽滅菌器,南京菲奇工貿公司產品。
1.3.1 制備工藝
(1)工藝流程。原料挑選→清洗→加淀粉混合粉碎→加入白醋→發酵→發酵菌種→貯藏。
(2) 操作要點。新鮮牛蒡葉1 kg,新鮮淮山藥豆1 kg,紫葡萄1 kg,西紅柿1 kg,胡蘿卜1 kg,淀粉2 kg,混合粉碎后加入白醋調節pH值為3.0~5.0,裝入20 L發酵罐,物料不能超出醋面,封閉發酵20~30 d,發酵過程中會產生氣體,多余氣體會從水封排除,經常檢查水封處不能缺水,發酵后發酵罐底層與上層為殘渣,中層為發酵菌種,抽出菌種在1~4℃條件下貯藏即為發酵菌種。
1.3.2 牛蒡發酵飲料制備工藝
(1)工藝流程。牛蒡→切除保鮮頭→清洗→殺菌→糖化→粉碎→浸漬發酵。
(2) 操作要點。①牛蒡殺菌。牛蒡切除保鮮頭,清洗,在殺菌液殺菌60~70 min。殺菌液由含量為38%的二氧化氯、檸檬酸、異抗壞血酸鈉,按照水∶二氧化氯∶檸檬酸∶異抗壞血酸鈉=100∶0.004 5∶0.35∶0.20比例組成。②牛蒡糖化。將殺菌浸泡過的牛蒡放在糖化庫內糖化貯藏4 d。糖化庫溫度2~3℃,相對濕度70%~75%。③粉碎。糖化過的牛蒡用粉碎機粉碎。牛蒡粉碎時按牛蒡質量加入25%的護色液,護色液由25℃的溫水、淀粉、檸檬酸按照100∶20∶0.45比例組合而成。將粉碎后的牛蒡加入淀粉、檸檬酸,比例為水∶粉碎的牛蒡∶淀粉∶檸檬酸=100∶70∶30∶0.2,攪拌均勻,于30~32℃下密閉3.5~4 h。④浸漬發酵。按牛蒡質量的15%~25%加入發酵菌種,攪拌均勻加入發酵罐中,加水至封閉牛蒡為止,然后密封發酵罐發酵;控制發酵溫度在25~35℃,采用水密封,發酵罐內發酵產生氣體發酵罐內壓力升高,氣體通過水封自然排,發酵罐外部的氣體無法進入發酵罐,達到自動排氣的目的,連續發酵10~20 d,打開發酵罐,發酵罐內發酵物分層,上層、底層為殘渣,中層液體為牛蒡發酵飲料。
1.3.3 發酵菌種發酵參數的選擇優化試驗
選擇不同的發酵溫度、發酵時間、初始pH值,篩選出最佳發酵條件。
1.3.4 牛蒡發酵飲料發酵條件優化試驗
分別加入牛蒡質量15%~25%的發酵菌種,白砂糖20%~30%,發酵溫度25~35℃,連續發酵10~20 d,然后進行感官評分。
1.3.5 感官評價方法
發酵菌種評分標準見表1,牛蒡發酵飲料評分標準見表2。

表1 發酵菌種評分標準

表2 牛蒡發酵飲料評分標準
1.3.6 產品微生物檢測方法
菌落總數測定按照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》;大腸菌群計數按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》;致病菌檢測按照GB 4789.36—2016《致病菌檢測大腸埃希氏菌O157的檢測》。
由10位評定人員根據表1的標準進行打分,最后取平均值,然后根據影響發酵菌種質量的因素分析,確定最佳發酵條件。
發酵液發酵條件正交試驗結果見表3。

表3 發酵液發酵條件正交試驗結果
由表3可知,影響發酵菌種的因素順序A>C>B,最佳發酵條件為A2B2C3,即發酵初始pH值4.0,發酵溫度25℃,發酵時間30 d。
選取發酵菌種添加量、白砂糖添加量、發酵時間、發酵溫度對感官評分的影響。
牛蒡發酵飲料發酵條件正交試驗結果見表4。

表4 牛蒡發酵飲料發酵條件正交試驗結果
由表4中極差值可知,影響產品品質的因素主次順序為 A'>B'>D'>C',最優方案為 A'2B'2C'2D'2,即發酵菌種添加量20%,白砂糖添加量25%,發酵時間15 d,發酵溫度30℃。將此工藝重復驗證3次,平均得分為89.5分,大于正交試驗結果中的任一組,說明工藝較為合理。
2.3.1 感官指標
產品清澈透明,色澤呈淡咖啡色,既有牛蒡的清香,又有山藥、葡萄、西紅柿特有的風味。
2.3.2 微生物指標
細菌總數<100 CFU/g,大腸菌群<3 MPN/100 g,致病菌未檢出。
以新鮮牛蒡為原料,經殺菌、糖化、粉碎工藝,用牛蒡葉、山藥豆、葡萄、西紅柿、胡蘿卜培養的發酵菌種進行發酵培養,最終產品清澈透明,色澤呈淡咖啡色,綠色天然環保,既有牛蒡的營養及清香,又有山藥、葡萄、西紅柿特有的風味,口味獨特。
通過試驗確定牛蒡發酵飲料最佳的發酵條件為發酵菌種添加量20%,白砂糖添加量25%,發酵時間15 d,發酵溫度30℃。