姜汁发酵乳饮料的研制

唐淑芬

（江苏财经职业技术学院，江苏淮安223003）

姜汁发酵乳饮料的研制

唐淑芬

（江苏财经职业技术学院，江苏淮安223003）

以生姜汁、还原奶为原料，经巴氏消毒后加入酸奶发酵用菌剂（保加利亚乳杆菌︰嗜热链球菌=1∶1）共同发酵获得姜汁发酵乳饮料。通过正交实验确定了发酵的最佳工艺条件及饮料的最佳配方：姜汁40 g/L，奶粉80 g/L，砂糖50 g/L（均为质量浓度），接种量3%（体积分数），从而研制出一种酸甜可口、均匀稳定的营养保健型姜汁发酵乳饮料。

姜汁；还原奶；乳酸菌；发酵；饮料

0 引言

生姜是姜科姜属植物（Zingiber officinale Roscoe）的根茎，是民间最普遍使用的调味香料，也是一种传统中药。生姜中含有多种对人体有益的有效成分及微量元素和具有多种生理功能，如降低胆固醇的含量，预防血栓的形成、心血管疾病和心肌梗塞的发生。

乳酸发酵（Lactic fermentation）指乳酸菌将可发酵性糖经无氧酵解而生成乳酸的的过程。在这个过程中，乳酸菌能产生大量维生素和氨基酸，对人体有极高的营养价值。

姜汁发酵乳饮料是以生姜汁、还原奶为主要原料，经巴氏消毒后接种乳酸菌经乳酸发酵后，再加以稳定剂等调配而成的新型保健饮料，目前关于这方面报道甚少。本文就姜汁发酵饮料生产工艺及关键工序进行了探讨，研制出一种具有生姜和乳饮料双重营养和保健作用的饮料，其开发将具有广阔的市场前景。

1 材料和方法

1.1 原辅材料

1.1.1 原料

生姜，雀巢全脂奶粉，一级砂糖（均市购）。

1.1.2 菌种

保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus，LB)，嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus，ST)。

1.1.3 添加剂

羧甲基纤维素钠(CMC-Na)，黄原胶(XG)，海藻酸钠，柠檬黄色素，均市购，食品级。

1.2 培养基与试剂

改良番茄汁琼脂培养基(改良TJA培养基)、乳糖胆盐发酵管、伊红美蓝琼脂、乳糖发酵管、质量浓度为8.5 g/L的生理盐水、浓度为0.1000 mol/L的氢氧化钠溶液、革兰氏染色液。

1.3 主要仪器设备

超净工作台（SW-CJ-IB型），压力蒸汽消毒器（YXQ.SG 46.280型），组织捣碎机（A-88型），恒温水浴锅（DSY-2-8），均质机（GYB50-60型），电子天平（ALC-2100.2ACCULQB），722S分光光度计，高速电动离心机华普达YXJ-2，显微镜（CH213），恒温培养箱，常规玻璃皿。

1.4 方法

1.4.1 还原奶的制备

用电子天平称取适量的奶粉加入50℃左右的温水中，搅拌均匀溶解，经巴氏消毒后备用。

1.4.2 姜汁制备[1]

将生姜250 g放入水中浸泡，用流动水洗去污泥，同时人工去皮，切块，用组织捣碎机捣碎，所得姜渣再用适量的水定容至500 mL，用3层纱布挤汁，合并汁液，静置沉淀2～3 h，再次过滤除去沉淀，得姜汁即质量浓度为500 g/L。

1.4.3 菌种活化[2]

将经巴氏灭菌后的120 g/L（质量浓度）还原奶，取300 mL装入洁净的容积为500 mL的三角瓶中，经121℃，15 min灭菌后，冷却至43℃以下，按LB∶ST=1∶1的比例在超净工作台上接入体积分数为1%发酵剂，经40℃培养3～4 h至开始凝乳时置入4～6℃冰箱中冷藏待用，3代重复培养。

1.4.4 菌种驯化[3]

将还原奶120 g/L（质量浓度），姜汁质量浓度30 g/L混匀，取300 mL装入容积为500 mL的三角瓶内，塞上棉塞包扎防潮纸，经121℃15 min灭菌冷却备用。将“1.4.3”活化后的菌剂按体积分数为3%比例接入置40～42℃恒温培养箱中培养6 h待凝乳后，于4～6℃冰箱中冷藏待用，3代重复驯化。依此法制得工作发酵剂（按比例扩大培养）菌数，活性满足要求。

1.4.5 奶粉还原浓度的选择试验设计

以1.4.1的方法制备质量浓度为20，60，100 g/L还原奶，不添加姜汁，冷却至43℃以下，按LB∶ST=1∶1的比例在超净工作台上接入体积分数为3%发酵剂，经40℃培养3～4 h至开始凝乳时置入4～6℃冰箱中冷藏6 h以上，即为产品，通过表1感官评定标准选择最佳的奶粉添加量。

表1 不同奶粉质量浓度的乳饮料的感官评定标准

1.4.6 姜汁质量浓度选择实验设计

以1.4.2的方法制备所得的姜汁以10，50，100 g/L的不同质量浓度添加到还原奶中，同1.4.5接种发酵，冷藏成产品，通过表2感官评定标准选择最佳的姜汁添加质量浓度。

表2 不同姜汁质量浓度的乳酸饮料的感官评定标准

1.4.8 稳定剂的选择试验设计

以海藻酸钠,羧甲基纤维素钠(CMC-Na)以及黄原胶(XG)来进行姜汁乳发酵饮料调配用稳定剂进行单因子试验[5]，然后在此基础上通过L9(34)正交实验确定复合稳定剂的添加量。

（1）3种稳定剂的单因子实验设计

以海藻酸钠，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)以及黄原胶(XG)的不同质量浓度分别进行单因子实验，海藻酸钠的质量浓度分别为1，1.5，2 g/L，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的质量浓度分别为0.5，1，1.5 g/L，黄原胶(XG)的质量浓度分别为1，1.5，2 g/L。通过表3的感官评定选择最佳稳定剂的质量浓度。

表3 不同质量浓度的稳定剂的感官评定标准

1.4.9 稳定性的测定[6]

取5 mL的姜汁发酵饮料装入离心管中,在2 000 r/min下离心10 min,取上清液于750 nm波长下，用1 cm比色皿测定样品的吸光度。

总固形物的测定方法[7]采用质量法进行。

总酸度的测定[8]采用滴定法进行。

蛋白质质量分数的测定采用凯氏定氮法进行。

总糖的测定采用糖度计法

大肠菌群数的测定按照GB/T4789.3-2003执行。

乳酸菌数的测定按照GB/T4789.35-2003执行。

致病菌的测定采用沙门氏菌检测按照GB/T4789.4-2003执行，葡萄球菌检验按照GB/T4789.10-2003执行，溶血性链球菌检验按照GB/T4789.11-2003执行。

1.5 工艺流程

1.5.1 工艺流程

1.5.2 操作要点

（1）杀菌接种。将经巴氏灭菌后的还原乳迅速冷却到43℃左右，在超净工作台上按设计方案接入工作发酵剂，搅拌均匀。

（2）发酵、冷藏。将接种发酵剂的姜汁牛奶混合料置电热恒温培养箱内，在40～42℃下恒温发酵3.5～4 h，凝乳后移至4～6℃条件下冷藏6 h以上。

（3）稳定剂加入方法。由于稳定剂是亲水性大分子食用胶，遇水很容易结团，因此首先要与5倍的蔗糖干混后，再加入55℃温水搅拌,才能在水中充分分散溶解，最后才能加入到发酵乳中。

（4）均质与杀菌。采用二次连续均质,一次均质压力为20 MPa,二次均质压力为10 MPa,均质后灌装,然后采取巴氏消毒在65℃条件下杀菌30 min,随即用水冷却至室温即可。

2 结果与分析

2.1 配方确定

2.1.1 奶粉还原最佳质量浓度选择结果

不添加姜汁,只使用奶粉还原发酵制成相应的原乳饮料,对产品奶粉添加量进行优化，实验结果见表4所范。

表4 3种不同质量浓度的还原乳发酵结果

由表4可以看出,质量浓度20 g/L奶粉的添加量,产品在口感达不到要求,奶粉60 g/L的添加量比较适合，在产品的香味，口感，以及组织状态各方面比较好，但在评定时发现在口感方面浓厚感还略微不足，还可以适量提高浓度,奶粉10%的添加量在浓度上略微过多，接近凝固型算奶的质量浓度120 g/L，作为饮料，质量浓度可以适当降低。由以上实验可以确定以下正交实验中奶粉的质量浓度，大致定为60，70，80 g/L。

2.1.2 姜汁质量浓度的选择实验结果

在质量浓度为60 g/L的还原乳中分别加入质量浓度10，50，100 g/L的制备好的姜汁接入工作发酵剂进行发酵,结果如表5所示。

表5 3种不同姜汁质量浓度对乳酸发酵风味影响结果

由表5可以看出,姜汁质量浓度为10 g/L,姜汁的风味不够突出,姜汁质量浓度为50 g/L时,口感适宜,略微有辛辣味,考虑可以适量降低一点，姜汁质量浓度为100 g/L时,发酵时间太过延长。表中发酵凝乳时间随姜汁添加质量浓度的增加而延长，可能与姜汁对发酵剂的抑菌作用有关，有待另行研究。由以上试验可以确定下文中正交实验的姜汁质量浓度，大致可以定为30，40，50 g/L。

2.1.3 配方正交实验结果

经单因素实验以及相关资料，得出影响姜汁乳发酵饮料风味的主要因素为姜汁质量浓度、白砂糖和奶粉的添加量以及接种量。通过表6的感官评定标准，采用L9(34)正交实验，研究姜汁量、糖用量、奶粉用量、接种量对姜汁乳发酵饮料成品品质的影响，从而优化最佳工艺条件，结果如表7所示。

表6 产品的感官评分标准

表7 L9(34)正交实验结果

由表7可以看出，B奶粉对产品质量影响最大，然后依次为A姜汁，C砂糖，D接种量，通过正交实验评分结果表明，6号最高，而数据分析较优配方为A2B3C2D1，通过重现性实验，即姜汁40 g/L，奶粉80 g/L，砂糖50 g/L，接种量3%(体积分数)，评分结果为80.3分，高于6号，说明A2B3C2D1是最优配方。

2.2 稳定剂对产品品质的影响结果

以海藻酸钠，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)以及黄原胶(XG)来进行乳饮料的他调配的单因子实验，结果如表8所示。

表8 3种不同的稳定剂的不同质量浓度稳定性及口感影响

由表8可以看出，单独使用XG,CMC-Na和海藻酸钠的稳定效果均不理想，易沉淀，口感也不好。由于稳定剂之间存在着协同增效作用,多种稳定剂协同使用产生单一稳定剂所没有的稳定特性，为了达到良好的稳定效果，我们将稳定剂复合使用有相互增效作用，在稳定性能以及口感方面均有很大的提高，因此将CMC-Na,XG和海藻酸钠进行做为3个因子设3个水平复配进行L9(33)正交实验，结果如表9所示。

表9 3种稳定剂L9(33)正交实验结果

由表9可以看出，C（海藻酸钠）对产品稳定性影响最大，然后依次为B（CMC-Na），A（XG），通过正交实验评分结果表明，9号稳定性最好，而数据分析较优配方为A2B1C1。通过重现性实验，即XG为0.06%，CMCNa为0.02%,海藻酸钠为0.02%,测定吸光度为0.826，高于6号，说明A2B1C1是最优配方。

2.4 产品质量检测结果

2.4.1 感官评定结果

色泽为淡黄色。

口感和风味：具有生姜香味和发酵乳风味，酸甜适口，口感细腻，无异味。

组织状态：均匀稳定的液体，不分层、无沉淀。

2.4.2 理化指标测定结果

可溶性固形物为10%，蛋白质为1.5%，总糖为10%（均为质量分数）；酸度为75oT。

添加剂添加标准符合GB2760-2004标准。

2.4.3 微生物指标测定结果

乳酸菌总数为109mL-1；大肠菌群（最近似值）≤0.03 mL-1；致病菌未检出。

3 结论

（1）采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种(两种菌的比例1:1)进行发酵，原料配比最佳为：姜汁4%、奶粉8%、砂糖5%、接种量3%。在40℃－42℃温度下发酵4 h，乳饮料酸度在75oT左右。

（2）凝乳后，在搅拌情况下添加复合稳定剂：还原胶(XG)0.06%，CMC-Na0.02%，海藻酸钠0.02%。

（3）产品经质量检测结果，符合GB16321-2004标准。

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[7] 张意静.食品分析技术[M].北京：中国轻工业出版社，2001

[8] 李亦兵，缪丽雯.食品分析[M].北京：中国轻工业出版社，2002.

Research of ginger juice fermented milk drink

TANG Shu-fen
(Jiangsu Finance&Economics College of Vocational,Huaian 223003，China)

Took ginger juice and reconstituted milk for raw materials which were disinfected by pasteurization，the ginger juice fermented milk drink was made through the process using lactic acid germs cultivated(Lactobacillus bulgaricus︰Streptococcus thermophilus=1︰1).The optimum conditions determined by orthogonal experiments were as follow:ginger juice 40 g/L,reconstituted milk 80 g/L,white granulated sugar 50 g/L,inoculation size 3%,thus develop a kind of sour-and-sweet and stably nutritional ginger juice fermented milk drink.

ginger juice;recombined milk;lactobacillus;fermentation;drink

TS252.54

A

1001-2230（2010）10-0035-04

2010-07-19

唐淑芬（1984-），女，硕士，从事食品生物技术方面研究。