CN104026688B - 一种马蹄发酵饮料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马蹄发酵饮料的制备方法，制备方法如下：马蹄经过清洗、超高压处理、粉碎、磨浆、酶解、糖化、发酵、均质、调配制成；所述的超高压处理时压力为15-25MPa，时间为10-60min；所述酶解为加入4-6U/g的α-淀粉酶和1-4U/g的异淀粉酶，80-95℃酶解30-50min；所述糖化为加入80-120U/g的葡萄糖淀粉酶，酶解、75-80℃酶解60-120min；所述发酵为加入双歧杆菌和乳酸菌进行发酵，二者以1-1.5：1-2的重量比进行混合；所述混合菌种的接种量为3-5％，发酵温度为35-45℃，发酵至酸度为65-750T；所述均质为高压均质，20-30Mpa，室温均质，均质1-3次。
Description
技术领域
本发明涉及一种饮料加工的方法，特别涉及一种利用不去皮的马蹄进行发酵制备饮料的方法。
技术背景
马蹄,又名荸荠(EleocharisTuberosaChestmut),是一种莎草科多年水生草本植物的地下球茎[1]。马蹄属性味甘寒之物,其营养丰富:含水分68.52%、淀粉18.75%、蛋白质2.25%、脂肪0.19%、灰分1.58%[1]。马蹄还含有丰富的矿物质元素钙、磷、钾、铁、胡萝卜素、VE等,其中钾的含量高达523mg/100g[2]。马蹄肉质白嫩、醇甜清香、甘美爽口,素有“蔬中之果”、“江南人参”的美誉,其生津止渴、清热开胃、化痰益气、醒神名目等功效在药典中早有记载。作为一种兼具有风味性、营养性和保健性于一体的食品。随着马蹄产量的不断增大，马蹄的深加工越来越重要。过去,马蹄一直被用来加工成马蹄粉、马蹄糕,马蹄饮料类产品。
在对马蹄进行深加工的过程中，通常需要先将马蹄进行去皮，然而马蹄皮含有丰富的营养物质以及植物多酚、酮、类黄酮、多糖等多种生物活性成分，具有较好的抑菌功效，并可清除肌体内多余的自由基，是生产保健饮料的理想原料。目前马蹄皮主要用做饲料或弃掉造成马蹄皮上的营养物质白白浪费且污染环境，因此开发马蹄皮产品是目前马蹄产业的内容之一。
马蹄饮料是马蹄深加工的一种主要方式，目前的马蹄饮料主要有三种：（1）马蹄爽，主要是所用马蹄粒，取其清脆的口感；（2）马蹄清汁饮料，这种饮料是近年来马蹄饮料的主要加工方向，有多种方式可以获得这种饮料，如通过榨汁过滤和/或与其他果汁混合的方法、通过酶解糖化的方法、通过酶解糖化后再发酵的方法；（3）马蹄酒，是通过对马蹄进行糊华、酶解、糖化和发酵的方式获得。
随着人们对健康和营养的关注，传统的三精一水的饮料已经被越来越多的消费者所抛弃，相反纯天然、不含防腐剂、高营养的饮料已经成为消费者的首选。为了获得更高的营养价值，通常采用的方法有多种原料的复配，如上述（2）中的饮料。获得更高营养价值的另一种流行方式是对产品进行发酵，如现在常见的酸奶、发酵茶饮料等等。通过发酵不仅可以提高产品的营养价值，同时还可以改变产品的特性，扩大产品的原料范围，以更低的成本获得更高的收益。因而，如果能以全马蹄为原料，不经过去皮步骤，经过发酵后获得一种营养价值高、加工工艺简单、且产品稳定、货架期长的非清汁饮料将填补这一技术空白。
目前，现有技术中存在一些类型的马蹄发酵饮料，如：
CN102742911A公开了一种酵素凉茶，并具体公开了采用芹菜、苦瓜、西兰花、西红柿、木瓜、胡萝卜、豆芽菜、绿豆、芦笋、黑豆、薏苡仁、红小豆、海带、石花菜、百合、竹蔗、马蹄等原料，经发酵工艺制备而成。所用菌种为酵母菌和乳酸菌。发酵温度控制在50℃以下，对于不适合喝含有中草药成分的传统凉茶的人群，利用食物来影响机体各方面的功能，使其获得消暑、下火的效果，起到“喝多也不伤身”的作用。但是其仅仅涉及了马蹄可以发酵制备饮料，但是并没有公开其发酵的具体工艺和方法，也没有公开其是以何种方式进行发酵的。
CN103013756A公开了一种马蹄皮果酒的酿造方法，该方法包括打浆、澄清、成分调整、酵母活化、发酵以及陈酿等步骤。本发明采用两种酶复合酶解马蹄皮浆，酶解充分、出汁率高，成品果酒澄清透明，口感香甜，营养丰富，且极具保健功效。但是其工艺复杂，而且其针对的是马蹄皮，还需要皮和果肉分离的步骤，而且果酒的消费人群较少，而且其澄清度、稳定性和货架期均不能保证。
CN1085603A公开一种马蹄酒的制造方法，并具体公开了将洗净的马蹄按料水比 1∶0.4～1加水瞬时升温糊化，加入淀粉酶和CaCl2 液化，再加入糖化酶糖化成马蹄糖化醪，再将活性干酵母菌或葡萄酒酵母菌以0.4～5％的比例接种于醪液中进行发酵，这样制得的马蹄酒既具有马蹄所特有的色泽、风味及丰富的营养成分，又具有酒香浓郁、口味纯正的特点。然而这种工艺比较复杂，需要先将原料进行糊化，并且并没有明确说明在马蹄加工前是否去皮，而且酒这种饮料类型的消费人群较少，限制了马蹄产品的研发。
发明内容
发明人在研究时发现，经过常规方法（如背景技术中提及的三种加工方法）加工的马蹄果汁、果酒中，荸荠英的含量很低，无法达到货架期所需的抑菌效果，还需要后期的灭菌步骤，或者还需要加入防腐剂才能达到保持货架期的目的。然后灭菌步骤会使得发酵饮料中微生物失活，降低其营养价值，而添加新的防腐剂又不为广大消费者所接受。
同时，马蹄皮较坚硬，但是马蹄为圆形，形状不容易去皮，特别是马蹄的顶部，与茎部相连接的部分一般会残留由许多茎部组织，柔软且坚韧，如果去皮会同时去除许多马蹄肉，且目前没有能够大规模处理并且得率高的马蹄去皮设备，因而在加工过程中通常采用人工加工的方法，这样一方面提升了马蹄加工的成本，一方面人工加工不可避免的会带来致病微生物，在果汁加工的后期需要灭菌处理，或者需要添加防腐剂，以维持产品的货架期。这些，就需要一种加工方法，最好能够不去皮就直接对产品进行加工。
经过检测，发明人发现马蹄皮中荸荠英的含量要高于马蹄肉，为了获得更高的荸荠英含量，发明人尝试将马蹄进行全食品加工，即将马蹄清洗后，不进行去皮，进行加工。考虑到马蹄生长在淤泥中，马蹄皮中可能还有大量的寄生虫等有害微生物，先将马蹄进行煮制灭菌后进行加工，然而，使用这种方法进行加工时，发现产品中的荸荠英含量同样很低，不足以维持其货架期的抑菌效果。这种情况当不对马蹄进行热杀菌时会显著好转。
在发酵马蹄的过程中，发酵时间与相同淀粉含量的其他类型原料相比大为延长，并且在发酵开始的初期，发酵非常缓慢，难以到达对数增长期，这一问题在加入马蹄皮发酵特别突出。再对此进行研究发现，在常规发酵饮料时，通常先对淀粉进行酶解和糖化，糖化的越彻底，发酵进行的越快。然而对于马蹄来说，淀粉水解和糖化的越彻底，即DE值越高，这种在开始发酵时难以菌群难以快速增长的问题就越明显。而要克服这一问题，常用的方式就是增加发酵菌种的接种量，并延长发酵时间，然而，这种处理方法将大大增加产品成本，同时，大量菌种的接种使得后续发酵高峰期非常快速，不利于对发酵环节的控制，很容易酸化。上述问题严重阻碍了马蹄发酵饮料的开发和销售。
基于上述内容，本发明提供一种马蹄发酵饮料的制备方法，特别是加入马蹄皮的马蹄混合菌种发酵饮料的制备方法。本发明的目的是通过一下方法实现的：
一种马蹄发酵饮料，其特征在于将不去皮的马蹄经过清洗、超高压处理、粉碎、磨浆、酶解、糖化、发酵、均质、调配制成。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的超高压处理时压力为15-25MPa，时间为10-60min。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的酶解为加入4-6U/g的α-淀粉酶和1-4U/g的异淀粉酶，80-95℃酶解30-50min。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的糖化为加入80-120U/g的葡萄糖淀粉酶，酶解、75-80℃酶解60-120min。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的发酵为加入双歧杆菌和乳酸菌进行发酵，二者以1-1.5：1-2的重量比进行混合。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述发酵其中所述混合菌种的接种量为3-5％，发酵温度为35-45℃，发酵至酸度为65-750T。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述均质为高压均质，20-30Mpa，室温均质，均质1-3次。
一种如上所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述饮料中不添加化学防腐剂，也不再进行额外的热杀菌，并且能够以常规密封包装在0-10℃下保质30天。
本发明具有以下有益效果：
（1） 工艺简单，马蹄不用去皮，直接加工，大大降低了加工成本；
（2） 半水解减少了酶的用量，同样降低了成本；
（3） 产品中含有的马蹄英含量大，能够起到后期防腐的效果。
（4） 发酵时间短，生产周期短，产品的活菌含量高，且菌的活性高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为本发明的几个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
实施例1
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后在超高压处理装置中于15MPa，处理45min；将经超高压处理后的马蹄粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入4U/g的的α-淀粉酶和2U/g的异淀粉酶，85℃酶解40min，灭酶后加入80U/g的葡萄糖淀粉酶，75℃酶解120min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1：1比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为3.5％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在20Mpa室温下均质3次，均质后直接密封罐装。
实施例2
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后在超高压处理装置中于20MPa，处理30min；将经超高压处理后的马蹄粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入6U/g的的α-淀粉酶和1U/g的异淀粉酶，85℃酶解45min，灭酶后加入120U/g的葡萄糖淀粉酶，85℃酶解60min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1：2比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为5％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在25Mpa室温下均质2次，均质后直接密封罐装。
实施例3
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后在超高压处理装置中于25MPa，处理20min；将经超高压处理后的马蹄粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入5U/g的的α-淀粉酶和3U/g的异淀粉酶，85℃酶解30min，灭酶后加入100U/g的葡萄糖淀粉酶，85℃酶解90min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1.5：1比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为4％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在30Mpa室温下均质1次，均质后直接密封罐装。
对照实施例1
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后将马蹄去皮粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入7U/g的的α-淀粉酶和1U/g的异淀粉酶，85℃酶解45min，灭酶后加入120U/g的葡萄糖淀粉酶，85℃酶解60min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1：2比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为5％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在25Mpa室温下均质2次，均质后直接密封罐装。
对照实施例2
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后将不经去皮的马蹄进行巴氏杀菌，灭菌后粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入6U/g的的α-淀粉酶和1U/g的异淀粉酶，85℃酶解45min，灭酶后加入120U/g的葡萄糖淀粉酶，85℃酶解60min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1：2比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为5％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在25Mpa室温下均质2次，均质后直接密封罐装。
对照实施例3
取新鲜马蹄，经流水清洗三次，随后在超高压处理装置中于20MPa，处理30min；将经超高压处理后的马蹄粉碎，加入原料重量3-5倍的水进行磨浆；随后向浆料中加入7U/g的的α-淀粉酶7，85℃酶解45min，灭酶后加入120U/g的葡萄糖淀粉酶，85℃酶解60min进行糖化，糖化后灭酶，随后向灭酶后的糖化液中加入以1：2比例进行混合的双歧杆菌和乳酸菌，接种量为5％，42℃下发酵至酸度为700T。将发酵后的原料在25Mpa室温下均质2次，均质后直接密封罐装。
为更好的说明本发明的有益效果，对实施例2、对照实施例1、对照实施例2、对照实施例3产品的酶解DE值、糖化DE值、发酵时间、活性乳酸菌数、保质期
进行试验，试验结果如下表所示。
其中，DE值测定:Lane-Eynon恒量法；
活性乳酸菌的计数以改良MRS为培养基采用平皿稀释计数培养法；
发酵时间以接种菌种发酵至酸度为700T的时间；
保质期采用密封冷藏法，以感官评价测定其到达过酸无法食用的时间。
注：*P﹤0.5,** P﹤0.01
从表中可以看出，本发明的实施例2中的发酵时间更短、产品中的活性乳酸菌更高、保质期长，与其他三项相比，均达到显著差异的程度。
对照实施例1中直接将马蹄清洗后进行了磨浆，没有进行灭菌工艺，导致产品的保质期过短，这可能是由于产品中所携带的其他菌导致了产品后期的腐败变质。
对照实施例2是基于对照是实力1进行的改进，在磨浆之前进行了巴氏杀菌，然而却发现在不添加防腐剂的条件下，同样会出现产品的容易腐败变质的情况，这可能是由于经过热处理后在经过酶解和发酵，马蹄中的荸荠英成分大大降低，最终导致无法起到抑菌效果。
对照实施例3中虽然采用了超高压灭菌，但是在酶解是使用的为α-淀粉酶，并且进行了较为充分的酶解，DE值达到了98％，这同样使得发酵时间大大增加，并且产品中的活性乳酸菌含量最低。发明人推测，是由于荸荠英的存在抑制了乳酸菌对环境的使用，延长了其在马蹄乳中的生长适应期，导致了发酵时间的延长。同时，由于经过长时间的保温发酵，发酵浆料中生成的乳酸菌可能会由于荸荠英的存在而失活，导致最后测得的活性乳酸的含量减少。而在酶解是加入一定量的异淀粉酶，或是的产品中存在一定量的糊精，糊精具有一定的包埋作用，将荸荠英成分包埋于糊精中，减少了其与乳酸菌的接触，从而使得乳酸菌的生长适应期大大的降低。而加入的双歧杆菌在一定程度上能够利用糊精，那么在发酵的后期，荸荠英才从糊精中被释放出来，从而使得在产品的货架期期间能够抑制乳酸菌的快速繁殖，从而达到延长保质期的效果。
Claims (7)
1.一种马蹄发酵饮料，其特征在于将不去皮的马蹄经过清洗、超高压处理、粉碎、磨浆、酶解、糖化、发酵、均质、调配制成；所述的酶解为加入4-6U/g的α-淀粉酶和1-4U/g的异淀粉酶，80-95℃酶解30-50min。
2.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的超高压处理时压力为15-25MPa，时间为10-60min。
3.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的糖化为加入80-120U/g的葡萄糖淀粉酶，酶解、75-80℃酶解60-120min。
4.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述的发酵为加入双歧杆菌和乳酸菌进行发酵，二者以1-1.5：1-2的重量比进行混合。
5.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述发酵步骤中采用混合菌种，混合菌种的接种量为3-5％，发酵温度为35-45℃，发酵至酸度为65-750T。
6.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述均质为高压均质，20-30Mpa，室温均质，均质1-3次。
7.一种如权利要求1所述的马蹄发酵饮料，其特征在于所述饮料中不添加化学防腐剂，也不再进行额外的热杀菌，并且能够以常规密封包装在0-10℃下保质30天。
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