低糖乳酸菌发酵胡萝卜果脯工艺

鲁明，吴兴壮，张华，张晓黎，王小鹤，迟吉捷

（辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁沈阳110161）

胡萝卜营养丰富，含有胡萝卜素、多种氨基酸、膳食纤维，以及钙、磷、铁等矿物质，不仅易于人体消化吸收，而且具有健脾、化滞、解毒、防治夜盲症、保护视力、降血压和抗癌等多种保健功能，享有“小人参”之美誉，是一种天然保健食品[1-2]。开展胡萝卜乳酸菌发酵系列产品的研究，对人类健康意义重大。

乳酸菌及其发酵制品对人体健康有良好作用，具有帮助消化，改善肠道微生态环境，抑制腐败菌生长，合成营养素，提高免疫力等生理功效。乳酸发酵所产生的乳酸等一些生理活性物质可直接提高发酵食品的营养价值和适口性。而且乳酸菌还能降解某些原料的异味，具有抗菌和保健作用[3-4]。

研究低糖乳酸菌发酵胡萝卜果脯目的在于通过特有的工艺，既保存了胡萝卜的营养成分，延长胡萝卜供应期，调节淡忘季的需求，又具有乳酸菌发酵特有作用，提高了胡萝卜保健价值，改善了产品风味，产品市场开发前景广阔。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器设备

1.1.1 材料

乳酸菌菌种：辽宁省农业科学院食品与加工研究所保存；胡萝卜：市售；白砂糖、CaCl2、NaCl等均为食品级。

1.1.2 仪器设备

多功能液体菌种培养器：吉林金草生物工程公司；电子天平：北京赛多利斯仪器系列有限公司；超净工作台：苏州净化设备有限公司；电热恒温培养箱：上海跃进医疗器械一厂；PHSJJ-4A型实验室pH计：上海精密科学仪器有限公司，雷磁仪器厂；全自动立式压力蒸汽灭菌器：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；不锈钢发酵罐：吉林金草生物工程公司；数显式电热恒温干燥箱：上海阳光实验仪器有限公司；真空包装机：浙江葆春包装机械总厂；手持糖度计：成都兴晨光光学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 菌种的制备

1.2.1.1 液体培养基制备

实验采用培养基配方见表1。

表1 培养基配方Table 1 The formula of culture medium

1.2.1.2 生产种培养基制备

将新鲜胡萝卜300 g洗净、切片，用1 000 mL水煮沸30 min（定容），冷却后过滤调pH至6.5。分装后进行高压灭菌（灭菌条件：121℃，20 min）。

1.2.1.3 发酵剂制备

在超净工作台上，分别将3种菌种按比例接入生产种培养基中，进行恒温培养（培养条件：28℃，22 h）。

1.2.2 工艺流程

挑选胡萝卜原料→清洗→去皮→切分→硬化→漂洗→接种→发酵→糖渍→沥糖→热烘→包装→成品

1.2.3 试验设计

1.2.3.1 发酵条件的确定

1）发酵剂接种量的选择：以胡萝卜片为原料（加水60%），在28℃条件下，设定1%、3%、5%、7%、9%，5个接种量，测定不同时期其产酸（pH）情况。2）发酵温度和时间的选择：以胡萝卜片为原料（加水60%），按5%的接种量。设定 8 个发酵温度：14、16、18、20、22、24、26、28℃。定期测定其产酸情况，通过10人对发酵胡萝卜片到达终点时（pH3.0）进行感官指标评分，评价标准见表2。

表2 发酵胡萝卜片感官指标评分标准Table 2 The sensory index grading standard of the fermentation carrots pieces

1.2.3.2 糖渍与烘制条件的选择

选取糖液浓度、糖液煮渍时间、烘制温度、烘制时间4个因素，各因素取3个水平，进行正交实验，因素与水平见表3。

表3 正交实验因素与水平L9（34）Table 3 Factors and levels of the orthogonal test

通过15人次对胡萝卜果脯进行感官综合评价，按感官评价标准（见表4）进行评定。

表4 胡萝卜果脯感官评价标准Table 4 The sensory evaluation standards of the preserved carrots

1.2.4 操作要点

1）胡萝卜选择、清洗：选择新鲜、颜色橙红、心髓小、无腐烂和损伤、直径在3 cm左右的胡萝卜，用清水洗净。

2）去皮、切分：用刀具刮去胡萝卜皮，去柄，将胡萝卜沿径向横切成6 mm～8 mm厚的圆片。

3）硬化：把胡萝卜片放入0.5CaCl2+0.6%NaCl+0.15%柠檬酸配成的硬化、护色液中浸泡1 h。

4）漂洗：将护色、硬化后的胡萝卜冲洗2～3遍，以防硬化剂涩味，影响产品质量。

5）接种、发酵：接入一定量的乳酸菌发酵剂，恒温培养，在培养过程中测pH，当达到3.1左右终止发酵。

6）糖渍、沥糖：将适量的白砂糖煮沸后放入发酵的胡萝卜片，保持微沸至煮熟为止，再浸渍24 h后，将胡萝卜片沥糖18 h。

7）热烘：将沥糖后的胡萝卜片在鼓风干燥箱中一定温度下进行干燥至产品表面干爽不粘。

8）包装：烘好的乳酸菌发酵胡萝卜果脯冷却后，用真空包装机进行包装。

2 结果与分析

2.1 发酵条件的确定

2.1.1 发酵剂接种量的确定

发酵剂接种量的确定见表5。

表5 发酵剂不同接种量对胡萝卜发酵产酸（pH）情况影响Table 5 The carrots fermentation（pH）effect of different inoculation quantity of fermentation agent

由表5可知，在一定范围内，发酵剂接种量越大，胡萝卜发酵产酸速度越快，发酵时间越短。在接种量大于3%时，pH变化不明显。因此，选择发酵剂接种量3%比较适宜。

2.1.2 发酵温度和时间的确定

发酵温度和时间的确定见表6。

表6 不同温度和时间胡萝卜发酵产酸（pH）结果Table 6 The carrots fermentation（pH）result of different temperature and time

由表6可知，发酵温度越高，发酵速度越快，发酵周期越短。

2.1.3 不同发酵温度发酵胡萝卜片到达发酵终点时风味品评情况

不同发酵温度发酵胡萝卜片到达发酵终点时风味品评情况，见表7。

表7 不同发酵温度发酵胡萝卜片到达发酵终点时胡萝卜汁风味品评Table 7 The carrot juice flavor evaluation at the end of fermentation of different fermentation temperature ferment carrots pieces

由表7可知，发酵温度在16℃～26℃之间，发酵产品综合得分较高；发酵温度高于26℃时和低于16℃时，发酵产品综合得分较低，发酵产品风味明显变差。结合表6产酸情况，从口感、风味、效率、能耗等生产实际出发，综合评价认为，选择胡萝卜发酵温度16℃～26℃，时间9 d～17 d适宜。

综上所述确定胡萝卜发酵最适条件为：接种量3%，发酵温度16℃～26℃，时间9 d～17 d。

2.2 糖渍与烘制条件的选择

2.2.1 糖液浓度的确定

以发酵好的胡萝卜片为原料，煮渍时间30 min，设计糖液浓度为3种方式：35%，45%，55%，胡萝卜在不同糖液浓度煮渍结果见表8。

表8 不同糖液浓度煮渍胡萝卜情况Table 8 The carrots state of different sugar concentration cooking

从表8可以看出：在同等条件下，糖液浓度为45%的胡萝卜评分最高，糖液浓度为35%的胡萝卜酸度大，甜度小，产品透明度不好，糖液浓度为55%的胡萝卜太甜。

2.2.2 糖液煮渍时间的确定

以发酵好的胡萝卜片为原料，糖液浓度为45%，设计糖液煮渍时间为3种方式：20、25、30 min，胡萝卜在不同糖液煮渍时间结果见表9。

表9 不同糖液煮渍时间胡萝卜情况Table 9 The carrots state of different time of sugar cooking

从表9可以看出：在同等条件下，糖液煮渍时间25 min的胡萝卜评分最高，未熟透和熟过劲的效果均不好。

2.2.3 低糖乳酸菌发酵胡萝卜果脯的最优糖渍及烘制条件的确定

L9（34）正交试验结果见表10。

表10 正交试验结果Table 10 The results of orthogonal test

从表10可以看出：A2B2C2D2综合得分最高，即酸甜度、质地、色泽综合评定结果最好，为最佳组合。由极差分析R值A＞D＞C＞B可见，糖液浓度对胡萝卜果脯影响最大，其次为烘制时间、烘制温度、再次为糖液煮渍时间。经过验证性实验，A2B2C2D2组合制得胡萝卜果脯酸甜度、质地、色泽均好。

综上，本试验确定的乳酸菌发酵胡萝卜果脯最适工艺参数为：糖液浓度45%、糖液煮渍时间45 min、烘制温度60℃、烘制时间12 h。

3 结论

采用单因素和正交试验对乳酸菌发酵胡萝卜果脯进行了系统研究，确定了乳酸菌发酵胡萝卜最佳工艺参数为：接种量3%，发酵温度16℃～26℃，时间9 d～17 d。乳酸菌发酵胡萝卜果脯最适工艺参数为：糖液浓度45%、糖液煮渍时间45 min、烘制温度60℃、烘制时间12 h。

[1]张琪.草莓、胡萝卜复合低糖果酱的研究[J].食品科学,2002,8(3):110-112

[2]张雅稚.胡萝卜的营养保健功能及产品开发利用[J].中国食物与营养,2009(6):41-42

[3]林晓燕,麦维军,张毅,等.乳酸发酵胡萝卜脯的研究[J].食品科技,2002(1):26-28

[4]王海吉,赵辉,姚奇.混合乳酸菌发酵胡萝卜的研究[J].中国调味品,2009,34(5):75-87