CN104872771A - 一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料及其制备方法 - Google Patents
一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料及其制备方法,所述果蔬型饮料经复合乳酸菌发酵获得的苹果山药汁、CMC、海藻酸钠、黄原胶、蔗糖、柠檬酸、β-环状糊精制成,CMC的添加量为苹果山药汁的0.12~0.18wt.%、海藻酸钠的添加量为苹果山药汁的0.07~0.12wt.%、黄原胶的添加量为苹果山药汁的0.13~0.18wt.%、蔗糖的添加量为苹果山药汁的5~6.5wt.%、柠檬酸的添加量为苹果山药汁的0.02~0.05wt.%、β-环状糊精的添加量为苹果山药汁的0.1~0.2wt.%。本发明果蔬饮料的感官、理化以及微生物指标均符合国标要求,产品具有苹果山药发酵风味、浓郁怡人,呈均匀一致的乳黄色,组织状态细腻。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域,涉及一种果蔬型饮料及其制备方法。
背景技术
以蔬菜为原料研制而成的乳酸菌发酵饮料,不仅具有普通饮料的清凉和止渴的作用,还很好地保存了蔬菜营养成分,可调节人体生理功能。这种果蔬型乳酸菌饮料,打破了以乳制品为原料经乳酸菌发酵而成的传统的乳酸菌饮料模式,而将乳酸菌发酵渗入到了果蔬加工之中,成为集果蔬之精华与乳酸菌之功能为一体的新型饮料。在国内,乳酸菌发酵果蔬汁的主要研究方向是在原料的选择及发酵果蔬汁发酵剂的筛选。选用的菌种主要是保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌等。如对乳酸发酵蔬菜汁菌株的筛选及发酵条件优化,选择了嗜酸乳酸菌、植物乳杆菌与青春双歧杆菌的最佳比例和优化的培养基配方。有研究发现对乳杆菌和嗜热链球菌最佳培养基研究:10%的胡萝卜汁或2%的番茄汁是较佳的培养基。但现在也有一个趋势即倾向于使用双歧杆菌,通过在传统的乳酸菌发酵剂中加入双歧杆菌制造含活菌的具有更强保健功能的发酵果蔬汁饮料。在用于乳酸发酵的原料方面,也有许多食品研究人员进行了尝试和探索。如纪莉莲等尝试用玉米须汁进行乳酸发酵,高云等以鲜枣为原料经植物乳杆菌发酵而提高其保藏性,胡志和等研制的芹菜汁乳酸发酵饮料,尹明安等研制的辣椒粉酸乳等等。
苹果中富含糖类、酸类、芳香醇类和果胶物质,并含维生素B及钙、磷、钾、铁等多种矿物成分。它具有补心益气、生津止咳、健胃和脾的功效,是良好的生理碱性食品。
山药含有大量的黏蛋白,黏蛋白是一种多糖蛋白质的混合物,它能保持血管弹性,减少皮下脂肪堆积,预防类风湿关节炎、硬皮病等胶原病的发生,山药还可以防治消化不良、口腔炎、腹泻、糖尿病等疾病。
果汁、蔬菜汁是从新鲜的水果和蔬菜中用压榨或其他方法取得的汁液,由于直接榨汁加工的果蔬汁往往因缺少典型果香而影响市场拓展,将乳酸菌应用于果蔬汁进行乳酸发酵,不仅可提供愉快的呈味呈香物质,赋予果蔬汁优雅协调的乳酸发酵风味,而且可产生人体所必需的多种氨基酸、维生素、消化酶等物质,使果汁具有调节人体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡,可提高钙、磷、铁的利用率,促进铁和VD的吸收。
在欧美、日本及东南亚,乳酸菌发酵饮料相当盛行。我国起步晚,近十几年人们对发酵果蔬饮料日益重视,目前,国内外研制乳酸发酵食品种类不少,如以牛奶、豆奶、蔬菜为原料,经乳酸菌发酵的饮料已经进入市场,受到消费者的欢迎,但目前市场以复合果蔬汁为原料的乳酸发酵饮料还很少见。乳酸菌发酵制备的复合果蔬饮料富含多种维生素、纤维素和矿质元素,而且其中的乳酸菌及其代谢产物对人体具有延缓衰老、调节血脂、降低胆固醇、提高免疫力、抑制肿瘤等多方面保健作用。此外,在发酵过程中,乳酸味还能降解某些原料的异味,由于乳酸菌的产酸、生香、脱异味等作用,使乳酸发酵食品具有独特的风味。
山药是一种传统的滋补食品,营养丰富,具有药用价值。目前我国山药主要作为药材原料供给全国各大药厂制药和家庭食用,规模化的山药饮品生产尚处在起步阶段。我国苹果资源丰富,但苹果的加工却比较落后,产品形式单一,附加值低。因此,提高山药、苹果的加工技术,丰富产品种类,扩大其利用,是食品科技工作者和消费者共同关注的问题。虽然市场上已出现一些山药相关饮品,但种类单调,加工深度不够。
发明内容
本发明的目的是提供一种风味独特、具有保健功能的新型苹果山药复合发酵果蔬饮料及其制备方法,对开发苹果山药资源、提高经济价值具有重要的实践意义。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其组成包括:经复合乳酸菌发酵获得的苹果山药汁、CMC、海藻酸钠、黄原胶、蔗糖、柠檬酸、β-环状糊精,CMC的添加量为苹果山药汁的0.12~0.18wt.%、海藻酸钠的添加量为苹果山药汁的0.07~0.12wt.%、黄原胶的添加量为苹果山药汁的0.13~0.18wt.%、蔗糖的添加量为苹果山药汁的5~6.5wt.%、柠檬酸的添加量为苹果山药汁的0.02~0.05wt.%、β-环状糊精的添加量为苹果山药汁的0.1~0.2wt.%。
所述经复合乳酸菌发酵获得的苹果山药汁由苹果汁、山药汁、蔗糖和复合乳酸菌发酵而成,苹果汁和山药汁的体积比为1~4∶1~4,蔗糖添加量为果蔬汁质量的2~5%,复合乳酸菌的接种量为6~8%。
所述复合乳酸菌为发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的复合菌种,发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌活化后的体积比为4~6∶1~2∶2~4。
一种上述采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,以苹果和山药的混合汁为基料,添加复合乳酸菌进行发酵,发酵完成后再添加CMC、海藻酸钠、黄原胶、蔗糖、柠檬酸、β-环状糊精进行调味,生产一种营养价值和风味都得以改善的乳酸菌发酵型果蔬汁。具体制备方法如下:
1)果蔬汁复合调配:用碳酸钠分别调整苹果、山药汁的pH值在6.2-6.8左右,将苹果汁和山药汁按1~4∶1~4的体积比混合得到果蔬汁,然后添加蔗糖,蔗糖添加量为果蔬汁质量的2~5%,备用。
2)预热:将果蔬汁预热至60~65℃。
3)均质:在20~25MPa、65~75℃的条件下进行均质处理5~10min。
4)杀菌:复合果蔬汁在90~95℃的条件下热处理5~10min。
5)接种:以6~8%的接种量接种复合乳酸菌。
6)发酵:在培养温度为35~38℃的条件下进行发酵10~15h。
7)辅料的制备:第一步是将CMC、海藻酸钠、黄原胶混合均匀后加入70~82℃热水充分溶解至透明液,无干粉颗粒为止,再升温至85~90℃保持20~30min;第二步是将柠檬酸用65~75℃热水溶解并配成18~25wt.%的水溶液保温25~40min,同时蔗糖和β-环状糊精也分别加入65~85℃热水充分溶解至透明液保温20~40min,然后迅速降温至10~20℃,备用。
8)调配:发酵后产品的温度在30min内降到15~22℃,采用边搅拌,边混入辅料。
9)均质:在均质压力20~25MPa、温度65~75℃的条件下进行均质处理5~10min。
10)杀菌:将均质后的产品在85~90℃条件下处理10min,然后进行冷却,即得到苹果山药复合发酵果蔬饮料。
本发明中,在乳酸菌发酵苹果山药汁时新产生了大量的乳酸,而其他有机酸,如丙二酸、苹果酸和柠檬酸的含量较发酵前降低,说明乳酸菌在代谢过程中利用了丙二酸、苹果酸和柠檬酸。在发酵产品中,虽然一些有机酸量含量降低,但它们能与其他醇、醛类等成分综合作用,形成多种呈味成分,这些物质对提升产品口感和风味具有积极作用。相比于现有果蔬饮料,本发明的苹果山药复合发酵的果蔬饮料具有如下优点:
1、感官、理化以及微生物指标均符合国标要求。
2、产品具有苹果山药发酵风味、浓郁怡人,呈均匀一致的乳黄色,组织状态细腻。
附图说明
图1为山药汁制备工艺流程图;
图2为苹果汁制备工艺流程图;
图3为发酵果蔬饮料制备工艺流程图;
图4为发酵果蔬饮料储存过程中离心沉降率的变化;
图5为发酵果蔬饮料储存过程中褐变指数的变化;
图6为发酵果蔬饮料储存过程中pH的变化;
图7为发酵果蔬饮料储存过程中滴定酸度的变化;
图8为发酵果蔬饮料储存过程中可溶性固形物的变化。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1:工艺流程(图3)
1)果蔬汁复合调配:用碳酸钠分别调整苹果、山药汁的pH值在6.5左右,果蔬汁按比例混合后添加3%蔗糖,备用。
苹果汁的制备方法如下:新鲜苹果清洗后迅速削皮,去核,切成2cm大小的块状,置于90~95℃的0.2%柠檬酸水溶液中护色处理5min,取出并加入3倍冷水中骤冷,置组织捣碎机粉碎,取出后加入0.15%果胶酶40~50℃处理3h,灭酶(85℃,3min)后纱布过滤,冷却后置高压均质机均质(20~25MPa,65~75℃)即为苹果汁(图1)。
山药汁的制备方法如下:新鲜山药洗净、去皮并切成片,置于90~95℃的0.2%柠檬酸水溶液中护色处理5min,取出并加入3倍水置于组织捣碎机粉碎,再于90~95℃沸水中糊化30min,而后加入糖化酶在55~60℃糖化3h,灭酶(85℃,3min)后纱布过滤,冷却后置高压均质机均质(20~25MPa,65~75℃)即为山药汁(图2)。
2)预热:预热至60~65℃左右。
3)均质:均质的压力和温度为20~25MPa和65~75℃。
4)杀菌:复合果蔬汁通过90~95℃,5~10min的热处理效果较好。
5)接种:以6%的接种量接种复合乳酸菌。
6)发酵:培养温度37℃进行发酵。
7)辅料的制备:第一步是将稳定剂混合均匀后加入80℃热水充分溶解至透明液,无干粉颗粒为止,再升温至85℃保持30min以上;第二步是将柠檬酸用70℃热水溶解并配成20%的水溶液保温30min,同时蔗糖和β-环状糊精也分别加入80℃热水充分溶解至透明液保温30min,然后迅速降温至20℃左右或以下,备用。
8)调配:为了改善饮料的口味,调整饮料的糖酸比使之适应多数人的口味和嗜好。发酵后产品的温度应在30min内降到15~22℃。采用边搅拌,边混入辅料,达到改善饮料风味的目的,其中:CMC的添加量为0.15wt.%、海藻酸钠的添加量为0.09wt.%、黄原胶的添加量为0.15wt.%、蔗糖的添加量为6wt.%、柠檬酸的添加量为0.03wt.%、β-环状糊精的添加量为0.15wt.%。
9)均质:为了确保苹果山药乳酸发酵饮料能更长时间的保持稳定,产品质地均匀细腻,口感良好,发酵后产品必须采用均质压力20~25MPa,温度65~75℃进行均质。
10)杀菌:饮料杀菌工艺直接影响到产品的保藏性和产品的质量。将均质后的产品在85~90℃条件下处理10min,然后进行冷却。
实施例2:复合乳酸菌的确定
通过单因素实验从37株乳杆菌中筛选获得3株发酵苹果山药汁性能好的菌株,并通过三因子单形重心设计方法确定发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的最佳比例为4∶1∶2。
实施例3:苹果汁与山药汁配比的确定
不同苹果山药汁比例发酵基质因成分含量有所不同,发酵后酸的含量不同,颜色、香气等也有所差异。采用37℃发酵14h后,分析发酵后的pH、滴定酸度和可溶性固形物,并对感官进行评价,确定较佳的苹果汁与山药汁比例为2∶1。
表1不同配比的复合果蔬汁发酵液的理化指标及感官评价
实施例4:乳酸菌发酵条件的优化
在单因素试验的基础上,采用3.7L发酵罐发酵,通过响应面实验优化蔗糖添加量、接种量、发酵温度,获得适宜的发酵条件为:蔗糖添加量为3.5%,接种量为8%,发酵时间为13h,此条件下发酵产酸量较高,滴定酸度达到92.8°T,较优化前提高了16.2%。
表2试验设计及结果
实施例5:发酵后产品调味成分的确定
通过正交试验优化了调味剂以及复合稳定剂,获得最佳的复合稳定剂为:CMC 0.15%,海藻酸钠0.09%,黄原胶0.15%。最佳调味剂为:蔗糖6%,柠檬酸0.03%,β-环状糊精0.15%。
表3复合稳定剂的确定
表4复合调味剂的确定
实施例6:终产品的质量评价
1)理化指标的测定方法
可溶性固形物:按GB/T 12143-2008饮料通用分析方法的方法测定。
pH值:按GB/T 12456-2008食品中总酸的测定的方法测定。
酸度:按GB/T 12456-2008食品中总酸的测定的方法测定。
蛋白质:按GB 5009.5-2010食品中蛋白质的测定的方法测定。
总砷、铅、铜:送样到完达山乳业股份有限公司检验部门按GB/T5009.11-2003食品中总砷的测定、GB 5009.12-2010食品中总铅的测定、GB/T5009.13-2003食品中总铜的测定的方法测定。
表5苹果山药复合果蔬汁乳酸发酵饮料的理化指标
项目 | 实测值 | 标准规定 |
可溶性固形物(Birx%) | 13.7±0.2 | ≥8 |
滴定酸度(°T) | 91.9±0.6 | - |
pH | 4.03±0.05 | - |
砷(mg/kg) | <0.1 | ≤0.2 |
铅(mg/kg) | <0.05 | ≤0.05 |
铜(mg/kg) | 0.16 | ≤5.0 |
2)微生物指标的测定方法
细菌总数:按GB 4789.2-2010食品微生物学检验菌落总数测定的方法检验。
大肠菌群:按GB 4789.3-2010食品微生物学检验大肠菌群计数规定的方法检验。
致病菌:送样到完达山乳业股份有限公司检验部门按GB4789.4-2010食品微生物学检验沙门氏菌检验、GB/T4789.5-2003食品微生物学检验志贺氏菌检验、GB/T4789.10-2010食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验的方法进行检验。
储存过程中,每隔一段时间取样,对样品的微生物指标进行检测,★表示微生物指标合格。
表6苹果山药复合果蔬汁乳酸发酵饮料微生物指标
项目 | 实测值 | 标准规定 |
菌落总数,cfu/mL | 无检出 | ≤100 |
大肠杆菌,MPN/100mL | 无检出 | ≤3 |
致病菌 | 均无检出 | 无致病菌检出 |
实施例7:货架期内产品质量评价及保质期的确定
在确定的发酵工艺条件下,制得苹果山药复合发酵果蔬饮料成品,将产品分别放在三个恒温恒湿培养箱中,箱内温度分别为4℃、25℃、37℃(4℃用于保持产品的风味和口味,作为标准样或对照样;25℃用于模拟货架温度样品;37℃用于加速试验)。每隔一段时间取样进行感官评价,并测定微生物指标、稳定性、色度、酸度、pH及可溶性固形物的变化。
细菌总数:按GB 4789.2-2010食品微生物学检验菌落总数测定的方法检验。
表7发酵果蔬饮料储存过程中的微生物指标的检测
样品 | 0d | 20d | 40d | 50d | 55d | 60d | 65d | 70d |
4℃ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ |
25℃ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ |
37℃ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ |
2)离心沉降率:取5mL样品,放入离心管中,在2000r/min的转速下离心5min,测量上清液的高度。
A=h/H×100%
A:离心沉降率(%);h:离心后上清液高度(cm);H:样品的总高度(cm)
结果见图4。
3)褐变指数的测定:将制备的苹果山药复合果蔬汁以8000r/min离心10min,取上清液,在440nm波长下,用蒸馏水调零,读取吸光度。结果见图5。
4)酸度:按GB/T 12456-2008食品中总酸的测定的方法测定。结果见图7。
5)pH值:按GB/T 12456-2008食品中总酸的测定的方法测定。结果见图6。
6)可溶性固形物:按GB/T 12143-2008饮料通用分析方法的方法测定。结果见图8。
实施例8:终产品风味物质的测定
1)色谱分离件
色谱分离柱:伊利特ODS2色谱柱;
流动相:0.01mol/L磷酸二氢钠水溶液pH 2.6用磷酸调节;
紫外检测波长:210nm;
进样量:20μL;
流动相流速:0.8mL/min;
柱温:室温。
2)样品预处理
取一定量的发酵液6000r/min离心15min取上清,然后以0.45μm孔径的滤膜过滤,将滤液进行适当稀释即得到待测液。
表8苹果山药复合果蔬汁发酵前后有机酸的含量
实施例9:
本实施例与实施例1~4不同的是,CMC的添加量为0.13wt.%、海藻酸钠的添加量为0.08wt.%、黄原胶的添加量为0.16wt.%、蔗糖的添加量为5.5wt.%、柠檬酸的添加量为0.02wt.%、β-环状糊精的添加量为0.12wt.%。
实施例10:
本实施例与实施例1~4不同的是,CMC的添加量为0.16wt.%、海藻酸钠的添加量为0.10wt.%、黄原胶的添加量为0.18wt.%、蔗糖的添加量为6.5wt.%、柠檬酸的添加量为0.05wt.%、β-环状糊精的添加量为0.18wt.%。
Claims (7)
1.一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述果蔬型饮料经复合乳酸菌发酵获得的苹果山药汁、CMC、海藻酸钠、黄原胶、蔗糖、柠檬酸、β-环状糊精制成,CMC的添加量为苹果山药汁的0.12~0.18wt.%、海藻酸钠的添加量为苹果山药汁的0.07~0.12wt.%、黄原胶的添加量为苹果山药汁的0.13~0.18wt.%、蔗糖的添加量为苹果山药汁的5~6.5wt.%、柠檬酸的添加量为苹果山药汁的0.02~0.05wt.%、β-环状糊精的添加量为苹果山药汁的0.1~0.2wt.%。
2.根据权利要求1所述的一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述经复合乳酸菌发酵获得的苹果山药汁由苹果汁、山药汁、蔗糖和复合乳酸菌发酵而成,苹果汁和山药汁的体积比为1~4∶1~4,蔗糖添加量为果蔬汁质量的2~5%,复合乳酸菌的接种量为6~8%。
3.根据权利要求2所述的一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述复合乳酸菌为发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的复合菌种,发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的体积比为4~6∶1~2∶2~4。
4.根据权利要求2所述的一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述苹果汁和山药汁的体积比为1∶2。
5.根据权利要求3所述的一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述发酵乳杆菌、瑞士乳杆菌以及嗜酸乳杆菌的体积比为4∶1∶2。
6.根据权利要求1所述的一种采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料,其特征在于所述CMC的添加量为0.15wt.%、海藻酸钠的添加量为0.09wt.%、黄原胶的添加量为0.15wt.%、蔗糖的添加量为6wt.%、柠檬酸的添加量为0.03wt.%、β-环状糊精的添加量为0.15wt.%。
7.一种权利要求1-6任一权利要求所述的采用复合乳酸菌发酵制备的果蔬型饮料的制备方法,其特征在于所述方法步骤如下:
1)果蔬汁复合调配:用碳酸钠分别调整苹果、山药汁的pH值在6.2~6.8,将苹果汁和山药汁按1~4∶1~4的体积比混合得到果蔬汁,然后添加蔗糖,蔗糖添加量为果蔬汁质量的2~5%,备用;
2)预热:将果蔬汁预热至60~65℃;
3)均质:在20~25MPa、65~75℃的条件下进行均质处理5~10min;
4)杀菌:复合果蔬汁在90~95℃的条件下热处理5~10min;
5)接种:以6~8%的接种量接种复合乳酸菌;
6)发酵:在培养温度为35~38℃的条件下进行发酵10~15h;
7)辅料的制备:第一步是将CMC、海藻酸钠、黄原胶混合均匀后加入70~82℃热水充分溶解至透明液,无干粉颗粒为止,再升温至85~90℃保持20~30min;第二步是将柠檬酸用65~75℃热水溶解并配成18~25wt.%的水溶液保温25~40min,同时蔗糖和β-环状糊精也分别加入65~85℃热水充分溶解至透明液保温20~40min,然后迅速降温至10~20℃,备用;
8)调配:发酵后产品的温度在30min内降到15~22℃,采用边搅拌,边混入辅料;
9)均质:在均质压力20~25MPa、温度65~75℃的条件下进行均质处理5~10min;
10)杀菌:将均质后的产品在85~90℃条件下处理10min,然后进行冷却,即得到苹果山药复合发酵果蔬饮料。
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