CN105054208A - 利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，属于饮用品加工技术领域。该方法包括步骤：1)原料预处理及恒低温发酵、2)滤液、3)灭菌、4)喷雾造粒、5)调配及袋装，其特征在于：原料预处理及恒低温发酵分4个工艺进行，第一阶段为食盐水调配，得到糊状混合料A；第二阶段为酒精溶液调配，得糊状混合料B；第三阶段超声破壁，得活化糊状混合料C；第四阶段为恒低温发酵。与现有固体饮料发酵相比，本发明采用恒低温工艺发酵，最大限度保留原料营养成分，且不会对原料色泽产生影响，使制备的发酵液晶莹透亮，无任何杂色。
Description
技术领域
本发明涉及一种以甜高粱、甘蔗及杜仲叶为原料，经恒低温发酵制备的固体饮料，属于饮用品加工技术领域，具体地说是利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法。
背景技术
固体饮料是以糖、乳和乳制品、蛋或蛋制品、果汁或食用植物提取物等为主要原料，添加适量的辅料或食品添加剂制成的每100克成品水分不高于5克的固体制品，其外观呈粉末状、颗粒状或块状，以食用方便、卫生，风味独特、品种多样等优势备受消费者的青睐。随着人民生活质量日益提高，饮料营养及功能成为人们关注的热点，而固体饮料富含维生素、矿物质等营养成分，可以及时补充人体代谢所需营养，逐渐替代传统液体饮料成为人们最喜爱饮品类型。
从目前市场来看，为适应消费者对固体饮料口味、营养保健等多方面的需要，现有固体饮料以动植物蛋白、果蔬汁、速溶咖啡、速溶茶等功能性固体饮料为主，同时又向组分营养化、品种多样化、功能保健化、成分绿色化的天然化方向发展，最为明显的是制茶工业，基本实现了绿色天然化。然而，目前制茶工艺通常采用高温或中温发酵，如专利CN103564074公开了题为《一种黑茶发酵新工艺》的报道，披露了将鲜茶叶摊青、杀青、揉捻后进行渥堆发酵的工艺，其渥堆发酵分三段进行：①低温发酵：温度控制25～35℃，湿度控制24～45％，渥堆24小时；②高温发酵：温度控制36～55℃，湿度控制25～30％，渥堆12小时；③中温发酵：温度控制32～39℃，湿度控制28～36％，渥堆6小时。在该渥堆发酵工艺中，通过低温发酵培养酵母菌，并由酵母菌产生CO2，分解茶叶中的咖啡因、咖啡碱；通过高温发酵让各种生物酶将纤维、果胶、蛋白质等充分分解成茶多糖、葡萄糖，并通过酶促作用将茶中的主要成份茶多酚的儿茶素转化成茶黄素和茶红素，杜绝产生茶黑素；通过中温发酵使之产生乳酸菌和双岐杆菌，并通过葡萄酸杆菌将葡萄转化成维生素C、P和多种氨基酸。也就是说在整个发酵过程中，根据发酵温度不同而产生不同的菌种，并通过该菌种将原料分解或转化所需要的成分。该工艺通过多次发酵且是在25～39℃的温度下进行的，其必然对黑茶外观色泽及内含营养产生影响，导致产出茶叶丧失原有天然色泽及部分营养流失。专利CN104413179A公开了题为《茯砖茶发酵工艺》的报道，同样公开了三步渥堆发酵工艺，对产出茶叶也会造成相同的缺陷。
低温发酵能克服上述高温或中温发酵所存在的缺陷，不仅能保证发酵料(原料)原有的天然色泽，还能最大可能地保留营养成分。近年来，随着人们饮料营养和功能意识的增强，低温发酵制备饮料或酿酒日益普遍，如专利CN103436412A公开的低温发酵的黄酒酿造工艺，CN103484278A公开的大容量啤酒发酵罐低温罐顶微负压发酵法酿。前者发酵温度为10～15℃，其在发酵前原料经泡米、蒸饭处理后进行低温发酵，解决了高温发酵所产生的缺陷。后者发酵温度为8～9℃，且采用了负压发酵，解决了发酵压力过高而导致的啤酒的乙醛含量过高、醇酯比不协调的问题。然而，这两篇报道中，所采用的原料均需处理，且处理方法比较复杂，导致成本过高，且使用的酵母均为在低温下驯化培养，其发酵效果达不到预期效果。
发明内容
本发明的目的在于：克服上述高温或中温发酵存在的原料色泽、香味变化，营养成分流失的缺陷，解决目前低温发酵效果差，发酵菌活性不足的问题，从而提供一种利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，该饮料完全保留了甜高粱、杜仲的营养成分，且色香味纯正自然。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，以甜高粱、甘蔗和杜仲叶为主要原料，经恒低温发酵制备固体饮料，包括以下步骤：
1)原料预处理及恒低温发酵
①将重量份的甘蔗、甜高粱、杜仲叶破碎后，加入相当于其总重量2～4％的食盐水调成糊状，然后导入搅拌机中混搅2～5小时，得到糊状混合料A，通过食盐水调节后，由于自由扩散作用而使细胞内水分渗透至细胞外；
②向混合料A中加入1～5℃的酒精溶液，并在5～10℃恒温条件下，混合搅拌8～20小时，得糊状混合料B，所述的酒精溶液质量浓度为5～8％；
③将混合料B置于超声装置中，在0～5℃条件下超声20～30分钟，得活化糊状混合料C，经超声处理使细胞壁破碎，更利于发酵；
④将活化糊状混合料C加到密封旋转发酵罐中，再加入相当于其重量的10～13％蔗糖水，以及0.01～0.03％的活化酵母菌，在恒温5～7℃、转速20转/分钟的条件下恒温发酵2～4天，检测有大量酒香味逸出时停止发酵，分离发酵液和发酵渣。
2)滤液
将分离出的发酵液回收至灌装室内，向发酵渣中添加对应量的新料，然后装入密封旋转发酵罐，再加入相当于其重量的5～8％蔗糖水，在恒温5～7℃、转速20转/分钟的条件下恒温发酵2～3天，滤出发酵液并回收至灌装室内。
3)灭菌
对灌装室内回收的发酵液进行辅料调配，采用常规固体饮料所需食品添加剂或助剂进行勾兑，然后通过巴氏消毒法灭菌处理。
4)喷雾造粒
将灭菌后的发酵液倒入喷雾干燥造粒机，在温度为50～60℃的条件下恒温1～2小时，然后升温至100～115℃进行喷雾造粒，得到颗粒状的固体干粉。
5)调配及袋装
将步骤4)所制备的固体干粉研磨、过50～70筛后，加入适量调味剂干粉，再加入适量无菌水和成“面团”，然后将“面团”充分干燥至含水量低于5％，最后通过造粒机得到颗粒状固体饮料，装袋即可。
上述步骤1)的原料预处理及恒低温发酵中，在制备混合料A过程中，所述的食盐水浓度为0.5～0.9mol/L，温度为7～10℃。
上述步骤1)的原料预处理及恒低温发酵中，在恒低温发酵过程中，所述的活化酵母菌是经低温驯化得到的，其驯化方法是：将酵母菌置于温度为8～10℃的低温驯化池中预培养3～7天。
所述的低温驯化池的池底及池壁采用透明塑料膜密封处理，且配装控温或恒温装置，池盖配有隔温透光孔，并设置温度检测器。
所述的低温驯化池内盛装有相当于其容积3/4的驯化营养液，所述营养液配方为：葡糖糖或蔗糖水97～98.5％、微量元素0.1～0.3％、氨基酸溶液1.5～3％，三者体积总量为100％，所述的营养液pH在4.4～4.8范围内。
利用本发明方法制备甜高粱固体饮料时，还可以加入饮料添加剂或食品添加剂以改善其口感风味，例如菠萝香精、柠檬香精、水蜜桃果汁等。
与现有低温发酵固体饮料相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明的原料预处理过程分三步进行，第一步通过破碎后加入食盐水调配至糊状混合料A，由于细胞外Na+和Cl-浓度远高于细胞内，通过自由扩散使得细胞细胞内水分向细胞外扩散，在此扩散过程中，原料中所含养分重新分布且移动至细胞膜附近但不会扩散至细胞外；第二步加入酒精溶液，相当于浸提操作，使得细胞膜、细胞壁发生破坏；第三步彻底破坏细胞膜和细胞壁，为后续低温发酵做准备，利于发酵菌的生理活动，提高活性，实现在低温条件下发酵菌的正常生理活动，这三步处理是发酵菌能在低温下正常活动的关键，保证低温条件下正常发酵，解决了现有高温或中温发酵所存在的原料色泽变化，口感不纯的问题，使得本发明所制备的固体饮料具有口感纯正、天然色香、营养全面丰富的优点。
2)本发明在恒低温发酵过程中采用低温驯化的活化酵母菌，由于活化酵母菌经过了在低温条件下的预培养，在实际发酵过程中对温度适应快，不会产生不良影响，进而加快了发酵速度。
3)利用本发明工艺制备的固体饮料最大限度保留了甜高粱和杜仲的营养成分，具有口感纯正，色香自然，营养丰富全面的优点，该饮料冲泡后逸出甜高粱固有青草气味，深受大众喜爱。
4)本发明的固体饮料以甜高粱、杜仲叶、甘蔗为主要原料，并添加常用助剂或食品添加剂混合而成，具有甜高粱发酵的酒香味，且融合了甘蔗中的甜味，入口柔而不辛不辣，更有保健功能，适合任何年龄段消费者。
具体实施方式
下面通过具体实施对本发明的技术方案作进一步说明，旨在帮助同领域技术人员更好地理解，不限制权利范围。
实施例1
一种菠萝味甜高粱固体饮料，其原料组分为：甜高粱100kg、甘蔗25kg、杜仲叶4.5kg、菠萝香精0.5kg、增稠剂0.3kg、起泡剂0.2kg。
制备方法如下：
1)原料预处理及恒低温发酵
①将所述重量份的甘蔗、甜高粱、杜仲叶破碎后，加入4kg食盐水调成糊状，然后导入搅拌机中混搅2～5小时，得到糊状混合料A，通过食盐水调节后，由于自由扩散作用而使细胞内水分渗透至细胞外，所述的食盐水浓度为0.5～0.9mol/L，温度为7～10℃；
②向混合料A中加入1～5℃的酒精溶液，并在5～10℃恒温条件下，混合搅拌8～20小时，得糊状混合料B，所述的酒精溶液质量浓度为5～8％；
③将混合料B置于超声装置中，在0～5℃条件下超声20～30分钟，得活化糊状混合料C，经超声处理使细胞壁破碎，更利于发酵；
④将活化糊状混合料C加到密封旋转发酵罐中，再加入相当于其重量的10～13％蔗糖水，以及0.01～0.03％的活化酵母菌，在恒温5～7℃、转速20转/分钟的条件下恒温发酵2～4天，检测有大量酒香味逸出时停止发酵，分离发酵液和发酵渣。
所述的活化酵母菌是经低温驯化得到的，其驯化方法是：将酵母菌置于温度为8～10℃的低温驯化池中预培养3～7天。
所述的低温驯化池的池底及池壁采用透明塑料膜密封处理，且配装控温或恒温装置，池盖配有隔温透光孔，并设置温度检测器。
所述的低温驯化池内盛装有相当于其容积3/4的驯化营养液，所述营养液配方为：葡糖糖或蔗糖水97～98.5％、微量元素0.1～0.3％、氨基酸溶液1.5～3％，三者体积总量为100％，所述的营养液pH在4.4～4.8范围内。
2)滤液
将分离出的发酵液回收至灌装室内，向发酵渣中添加对应量的新料，然后装入密封旋转发酵罐，再加入相当于其重量的5～8％蔗糖水，在恒温5～7℃、转速20转/分钟的条件下恒温发酵2～3天，滤出发酵液并回收至灌装室内。
3)灭菌
对灌装室内回收的发酵液进行辅料调配，本实例采用菠萝香精、增稠剂、起泡剂进行勾兑，然后通过巴氏消毒法灭菌处理。
4)喷雾造粒
将灭菌后的发酵液倒入喷雾干燥造粒机，在温度为50～60℃的条件下恒温1～2小时，然后升温至100～115℃进行喷雾造粒，得到颗粒状的固体干粉。
5)调配及袋装
将步骤4)所制备的固体干粉研磨、过50～70筛后，加入适量调味剂干粉，再加入适量无菌水和成“面团”，然后将“面团”充分干燥至含水量低于5％，最后通过造粒机得到颗粒状固体饮料，装袋即可。
根据消费者不同的喜好，在勾兑过程中可采用不同的食品添加剂或风味剂。对本实例的菠萝味甜高粱饮料冲泡后分为100份，在市场内随机抽取100人品尝，然后给出客观评价，其结果见下表1。
口感好：喝起来解渴、酸甜顺滑、比较细腻且冲泡均匀，无固体颗粒杂物，冲泡后闻到淡淡的青草酒香味。
口感一般：喝起来解渴，冲泡不均匀，杯底有沉降颗粒，冲泡后闻到酒精味。
口感差：喝起来酒精味过重，不适多饮。
从上述调查结果来看，本发明的甜高粱饮料口感好、气味自然清淡，深受消费者的喜爱，并且还具有更高的营养含量，由于调查时间较长而难以统计。
Claims (9)
1.利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，以甜高粱、甘蔗、杜仲叶为原料，经恒低温发酵制备固体饮料，包括步骤：1)原料预处理及恒低温发酵、2)滤液、3)灭菌、4)喷雾造粒、5)调配及袋装，其特征在于：所述的步骤1)中原料预处理及恒低温发酵是通过以下工艺实现的：
①将甘蔗、甜高粱、杜仲叶破碎后，加入相当于其总重量2～4％的食盐水调成糊状，然后导入搅拌机中混搅2～5小时，得到糊状混合料A；
②向混合料A中加入1～5℃的酒精溶液，并在5～10℃恒温条件下，混合搅拌8～20小时，得糊状混合料B，所述的酒精溶液质量浓度为5～8％；
③将混合料B置于超声装置中，在0～5℃条件下超声20～30分钟，得活化糊状混合料C；
④将活化糊状混合料C加到密封旋转发酵罐中，再加入相当于其重量的10～13％蔗糖水，以及0.01～0.03％的活化酵母菌，在恒温5～7℃、转速20转/分钟的条件下恒温发酵2～4天，检测有酒香味逸出时停止发酵。
2.如权利要求1所述的利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，其特征在于：在制备混合料A过程中，所述的食盐水浓度为0.5～0.9mol/L，温度为7～10℃。
3.如权利要求1所述的利用恒低温发酵法制备甜高粱固体饮料的方法，其特征在于：在恒温发酵过程中，所述的活化酵母菌是经低温驯化得到的。
4.如权利要求3所述的低温驯化酵母菌，其特征在于：低温驯化方法是将酵母菌置于温度为8～10℃的低温驯化池中预培养3～7天。
5.如权利要求4所述的低温驯化池，其特征在于：低温驯化池的池底及四壁采用透明塑料膜密封处理，池盖配有隔温透光孔。
6.如权利要求4所述的低温驯化池，其特征在于：低温驯化池的池壁、池底配装控温或恒温装置，池盖配装温度检测器。
7.如权利要求4所述的低温驯化池，其特征在于：池内盛装有相当于其容积3/4的驯化营养液。
8.如权利要求7所述的驯化营养液，其特征在于：该营养液pH在4.4～4.8范围内。
9.如权利要求7所述的驯化营养液，其特征在于：该营养液配方为：葡糖糖或蔗糖水97～98.5％、微量元素0.1～0.3％、氨基酸溶液1.5～3％，三者体积总量为100％。
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