生香酵母發(fā)酵酸漿枸杞低醇飲料工藝優(yōu)化

葉春苗，李莉峰，李東華，韓艷秋

1. 遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院（遼陽 111000）；2. 遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（沈陽 110161）；3. 沈陽化工大學(xué)（沈陽 110161）

酸漿（Physali alkekengiL.）別名紅姑娘、菇蔫兒、姑娘兒、掛金燈、燈籠草。植株全身均可入藥，其性味甘、酸，性寒，有清涼、消腫、利尿、清除自由基、抗腫瘤等功效。枸杞主要活性物質(zhì)有枸杞多糖、類胡蘿卜素、黃酮類化合物，具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等多種功能。

在已有報道中，對酸漿的深加工研究較少，民間家庭偶爾會用酸漿煮水或泡水治療因上火引起的咽喉腫脹，效果較好，但因口感不好，其食用受到限制。因此，利用酸漿生產(chǎn)既具有保健作用，又能滿足大眾口感的食品，具有廣闊空間。試驗采用酸漿和枸杞為原料，用生香酵母進行發(fā)酵復(fù)合果汁，期待獲得理想口感和營養(yǎng)功效的發(fā)酵復(fù)合果汁，為酸漿的深加工提供新的思路和研究基礎(chǔ)[1]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅姑娘、枸杞（食品級，市售）；生香酵母（食品級，安琪生香酵母公司）；黃原膠、果膠、檸檬酸（食品級，阜豐生物科技有限公司）；生理鹽水（食品級：東北制藥有限公司）；D-異抗壞血酸鈉（食品級，江西省德興市百勤異VC鈉有限公司）；羧甲基纖維素鈉（食品級，上海申光食用化學(xué)品有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

MJ-BL25榨汁機（美的集團股份有限公司）；FA1104分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；DGG-9140A電熱恒溫水浴鍋（上海森信實驗儀器有限公司）；HK-22電磁爐（半球集團股份有限公司）；HSX-150恒溫培養(yǎng)箱（上海航佩儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 PDB培養(yǎng)基的制備

按PDB培養(yǎng)基的配方配制培養(yǎng)基，并分裝，在250 mL三角瓶內(nèi)做好標記，將三角瓶塞上棉塞，在棉塞外面包上一層牛皮紙，滅菌，條件是121 ℃、15 min，做好留以備用。

1.3.2 血球計數(shù)板測酵母活菌數(shù)

用血球計數(shù)板檢測發(fā)酵液中活菌數(shù)量，并判斷是否達標。結(jié)果顯示，在5個中格選取計數(shù)分別為5，6，6，8和5個的菌體，代入公式得（5+6+6+8+5）/5×10×103×100=1.5×108個/mL＞1×108個/mL，符合試驗要求。

1.3.3 感官評價

對于用不同工藝參數(shù)制成的產(chǎn)品，采用感官評價標準進行點評。由身體健康，無感官缺陷，且男女參半的30人組成品評小組，根據(jù)產(chǎn)品香味、色澤、口感、組織狀態(tài)和外觀五項指標，分別參照感官評定標準表1（參考GB 7101—2015《食品安全國家標準 飲料》），對發(fā)酵后果汁及最終產(chǎn)品進行感官打分，得出總分，判斷產(chǎn)品品質(zhì)。

表1 低醇飲料感官評價表

1.3.4 酸漿低醇飲料的制備方法

1.3.4.1 基本工藝

原料預(yù)處理→生香酵母活化與梯度馴化→復(fù)合果汁調(diào)配→殺菌→接種子液發(fā)酵→發(fā)酵果汁→調(diào)配→殺菌→灌裝→成品

1.3.4.2 主要工藝要點

1.3.4.2.1 酸漿枸杞復(fù)合果汁浸提液制備

稱取新鮮酸漿后置于75 ℃水中恒溫?zé)釥C5 min后取出，用打漿機打漿5 min，取出備用；稱取一定量枸杞，置于其本身10倍的75 ℃水中熱燙20 min，用打漿機處理5 min備用，將2種單一果汁按酸漿/枸杞8∶2（W/W）的比例混合后得到復(fù)合果汁，按料液比1∶50（g/mL）加入蒸餾水，在90 ℃條件下浸提6 h，用0.075 0 mm（200目）過濾網(wǎng)擠壓過濾，得到復(fù)合果汁浸提液。

1.3.4.2.2 生香酵母活化和馴化培養(yǎng)

將安琪生香活性干酵母用10～15倍的0.9%無菌生理鹽水振蕩溶解，在25 ℃室溫下活化30 min，接入PDB液體培養(yǎng)基，在28 ℃下恒溫培養(yǎng)24 h，連續(xù)培養(yǎng)2次，使菌種充分活化。取一定體積復(fù)合果汁浸提液加入到PDB液體培養(yǎng)基中，分別配制果汁液體積分數(shù)為25%，50%，75%和100%的果汁馴化培養(yǎng)基，按果汁液體積分數(shù)由低到高的順序在25～28 ℃進行馴化培養(yǎng)，每級培養(yǎng)20～24 h，使發(fā)酵菌種逐步適應(yīng)果汁液的營養(yǎng)環(huán)境，活菌數(shù)≥108個CFU[2]。

1.3.4.2.3 發(fā)酵條件的優(yōu)化

采用單因素試驗考察生香酵母菌的接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和蔗糖添加量4個因素對發(fā)酵果汁的感官和糖度變化的影響。保證水平因素接種量0.05%、發(fā)酵溫度24 ℃、發(fā)酵時間20 h、蔗糖添加量6%。在此基礎(chǔ)上分別將接種量設(shè)0.02%，0.05%，0.08%，0.11%和0.14%，發(fā)酵溫度設(shè)18，20，24，26和28 ℃，發(fā)酵時間設(shè)12，16，20，24和28 h，蔗糖添加量設(shè)8%，10%，12%，14%和16%，進行試驗[3-5]。

1.3.4.2.4 正交試驗確定發(fā)酵條件

為了最終確定發(fā)酵果汁的發(fā)酵條件，選擇發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、接種量及蔗糖添加量4個因素，以色澤、香氣、滋味和組織狀態(tài)等感官指標作為感官評價的評分標準，同時檢測果醬的糖度及酸度，設(shè)計L9(34)正交試驗得出最佳發(fā)酵條件，其因素與水平見表2[6]。

表2 復(fù)合果汁發(fā)酵因素水平表

1.3.4.2.5 穩(wěn)定劑的調(diào)配

分別選擇羧甲基纖維素鈉、黃原膠和果膠進行梯度試驗，設(shè)計梯度為0.10%，0.12%，0.14%，0.16%和0.18%。對不同濃度穩(wěn)定劑制成的果汁進行感官評價，對最優(yōu)梯度組合進行復(fù)配，通過正交試驗確定復(fù)配比例，其因素與水平見表3[7-9]。

表3 穩(wěn)定劑復(fù)配正交因素水平表 單位：%

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵條件的確定

2.1.1 發(fā)酵溫度對發(fā)酵低醇飲料的影響

酵母經(jīng)活化與馴化培養(yǎng)，按1.5%的接種量接種到復(fù)合果汁中，在不同溫度下發(fā)酵24 h，蔗糖添加量為12%，結(jié)果見圖1。隨著發(fā)酵溫度升高，發(fā)酵糖度下降，在28 ℃時糖度下降最多。通過感官評分可知，在28 ℃時風(fēng)味最佳，發(fā)酵效果最好。

圖1 不同發(fā)酵溫度對發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.2 發(fā)酵時間對低醇飲料的影響

將發(fā)酵種子液按1.5%的接種量接種到復(fù)合果汁中，其中蔗糖添加量12%，在溫度28 ℃下分別恒溫培養(yǎng)16，20，24，28和32 h后觀察理化指標變化，結(jié)果見圖2。隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵糖度不斷下降，綜合感官評分，在發(fā)酵時間28 h時發(fā)酵綜合效果最好。

圖2 不同發(fā)酵時間對發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.3 接種量對發(fā)酵低醇飲料的影響

發(fā)酵種子液在28 ℃下，分別按0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%的接種量接種到復(fù)合果汁中，其中蔗糖添加量為12%，在溫度28 ℃下分別恒溫培養(yǎng)24 h后，觀察理化指標變化，結(jié)果見圖3。隨著接種量的升高，糖度下降，總酸不斷增加，在接種量1.0%～1.5%時發(fā)酵效果最好，且風(fēng)味較好，有醇香味。考慮到酒精度的要求，可通過控制酵母增殖倍數(shù)以控制酒精的產(chǎn)量。

圖3 不同接種量對發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.4 蔗糖添加量對發(fā)酵低醇飲料的影響

將發(fā)酵種子液在28 ℃下，按1.5%的接種量接種到復(fù)合果汁中，在復(fù)合果汁中分別加入8%，10%，12%，14%和16%的蔗糖，在溫度為28 ℃下分別恒溫培養(yǎng)24 h后，觀察結(jié)果見圖4。隨著蔗糖添加量的增加，產(chǎn)品糖度下降，總酸不斷增加，蔗糖過量會導(dǎo)致酵母發(fā)酵過度，掩蓋本來的風(fēng)味，蔗糖添加量過低發(fā)酵效果不佳。綜合考量，蔗糖添加量為12%最好。

圖4 不同蔗糖添加量對發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的影響

2.1.5 發(fā)酵條件的確定

選取單因素試驗中因素進行L9(34)正交試驗分析，對發(fā)酵后熟后的飲料進行感官評分，確定最佳發(fā)酵條件。發(fā)酵條件L9(34)正交試驗因素與水平設(shè)計見表4。

由R值可知，各因素影響產(chǎn)品感官品質(zhì)主次順序為D＞B＞C＞A，即接種量＞發(fā)酵溫度＞蔗糖添加量＞發(fā)酵時間，由表4中k值可得最佳組合A3B2C2D2，即發(fā)酵時間32 h、發(fā)酵溫度25 ℃、蔗糖添加量12%、接種量1.2%，經(jīng)過驗證試驗，在該試驗條件下產(chǎn)品感官評分達95.5分。

表4 發(fā)酵條件確定的L9(34)正交試驗結(jié)果

2.1.6 穩(wěn)定劑的試驗

羧甲基纖維素（CMC）、黃原膠和果膠單因素試驗結(jié)果如圖5所示。最佳結(jié)果為羧甲基纖維素鈉濃度0.16%、黃原膠濃度0.12%、果膠濃度0.18%。復(fù)合穩(wěn)定劑正交試驗選用L9(33)表，結(jié)果見表5。影響酸漿枸杞乳飲料穩(wěn)定性因素的順序為A＞C＞B，即羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）＞果膠＞黃原膠，最佳組合為A1B3C1，即羧甲基纖維素鈉0.12%、黃原膠0.14%、果膠0.14%。在此條件下的穩(wěn)定性最好，所得飲料口感潤滑，濃稠適度，無沉淀。

圖5 不同濃度的穩(wěn)定劑對復(fù)合果汁穩(wěn)定性的影響

表5 穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

通過單因素試驗，探討發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、接種量和蔗糖添加量對復(fù)合果汁發(fā)酵的影響，進行L9(34)的正交試驗進行驗證，最終確定酸漿枸杞低醇飲料生香酵母發(fā)酵最佳的發(fā)酵條件：發(fā)酵時間32 h、發(fā)酵溫度25 ℃、蔗糖添加量12%、接種量1.2%。

通過對酸漿低醇飲料穩(wěn)定劑試驗表明：復(fù)配量為羧甲基纖維素鈉0.12%、黃原膠0.14%、果膠0.14%，在此條件下的穩(wěn)定性最好，所得飲料口感潤滑，濃稠適度，無沉淀。