小球藻发酵饮料加工工艺*

庞庭才，胡上英，林美芳，罗美枝

1(钦州学院海洋学院，广西 钦州，535099)

2(钦州学院物理与电子工程学院，广西钦州，535099)

小球藻属于绿藻门小球藻科，细胞呈球形或椭圆形的单细胞绿藻［1］。小球藻营养成分丰富，其含有的蛋白质、脂类、多糖、维生素等成分均具有增强免疫力、抗肿瘤、抗辐射、降血压、降血脂等保健和药理作用［2-8］。

目前国内藻类保健食品主要以藻片、藻粉为主，存在着难服用、腥味重、消化吸收率低等缺点，广大消费者更习惯于把它当成药品。本文以小球藻粉为原料，采用自然发酵的方法通过制备小球藻发酵液，经调配制备出风味清新的小球藻发酵饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小球藻粉，福清市新大泽螺旋藻有限公司;酵母粉，安琪酵母股份有限公司;白糖，湛江市金丰糖业有限公司;蜂蜜，北京百花蜂蜜有限公司;食品级柠檬酸，潍坊英轩实业有限公司。

EL204分析天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;EL20酸度计，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HH-4数显恒温水浴锅，金坛科析仪器有限公司;H-1850台式离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;MH-250恒温振荡培养箱，北京科伟永兴仪器有限公司。

1.2 工艺流程

小球藻粉(已破壁)→预处理→发酵→离心→调配→灌装→杀菌→检验→成品

1.3 操作要点

1.3.1 预处理

称量小球藻粉100 g，按料水比为1∶20(g∶mL)，搅拌均匀，置于60℃热水中水浴1 h，并不断搅拌。

1.3.2 脱腥

采用活性炭吸附法、酶解法、掩盖法、酵母发酵法对小球藻提取液进行脱腥，选择脱腥效果最好的方法。

1.3.2.1 活性炭吸附法

取100 mL小球藻提取液，添加0.2%活性炭并搅拌加热至60℃或不加热但搅拌40 min，过滤，对其进行脱腥效果评价。

1.3.2.2 酶解法

取100 mL小球藻提取液，调节pH至5.6左右，添加2.5 g木瓜蛋白酶，在40℃水浴中保持2 h后，加热至90℃，保持2～3 min，离心，对其进行脱腥效果评价。

1.3.2.3 掩盖法

取100 mL小球藻提取液，添加8%白砂糖、1%薄荷香精、0.2%柠檬酸，1.5%NaCl，搅拌后过滤，对其进行脱腥效果评价。

1.3.2.4 酵母发酵法

(1)取100 mL制备好的5%小球藻提取液，添加6 g甜酒酵母、8 g白糖，在28℃下发酵9 h，离心杀菌后，对其进行脱腥效果评价。

(2)取100 mL制备好的5%小球藻提取液，添加6 g乳酸菌、8 g白糖，在28℃下发酵9 h，离心杀菌后，对其进行脱腥效果评价。

1.3.3 离心

将脱腥后小球藻提取液以5 000 r/min离心10 min，即可获得澄清的黄绿色的小球藻提取液。

1.3.4 发酵脱腥单因素试验

1.3.4.1 时间对发酵脱腥效果的影响

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，搅拌均匀，灭菌冷却后，接种6 g甜酒，于28℃分别发酵7、8、9、10、11 h。

1.3.4.2 酵母菌接种量对发酵脱腥效果的影响

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，搅拌均匀，灭菌冷却后，分别加入 2、3、4、5、6 g 甜酒酵母，于28℃分别发酵9 h。

1.3.4.3 加糖量对发酵脱腥效果的影响

取100 mL 小球藻提取液，分别加入5、6、7、8、9 g白糖，搅拌均匀，灭菌冷却后，各接种6 g甜酒酵母，于28℃分别发酵9 h。

1.3.4.4 温度对发酵脱腥效果的影响

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，搅拌均匀，灭菌冷却后，接种6 g甜酒酵母，分别于22、25、28、31、34 ℃发酵 9 h。

1.3.5 发酵脱腥正交试验与感官评价标准

在单因素试验结果的基础上，选择加糖量、发酵时间、酵母菌接种量、发酵温度作为考察因素，进行L9(34)正交试验(见表1)，选择30人根据感官评价标准(见表2)对样品进行评分，以确定脱腥条件。

表1 发酵脱腥正交试验水平表Table 1 Fermentation deodorization orthogonal factor level table

表2 发酵液感官评价标准Table 2 Fermented liquid sensory evaluate standard

1.3.6 饮料调配正交试验与感官评价标准

在前人研究藻类饮料的基础上［9-10］，选择饮料调配辅料为白糖、蜂蜜、柠檬酸，因此以白糖(A)、蜂蜜(B)、柠檬酸(C)、小球藻发酵液(D)为考察因素，设计L9(34)正交试验(见表3)，选择30人根据感官评价标准(见表4)对样品评分，以确定饮料配方。

表3 饮料配方正交试验水平表Table 3 Beverage formula orthogonal factor level table

表4 饮料配方感官评价标准Table 4 Beverage formula sensory evaluate standard

1.3.7 灌装与杀菌

利用灌装设备将调配好的小球藻发酵液装瓶(100 mL/瓶)，置于90℃灭菌15 min，冷却即可。

1.3.8 检测

将制备好的小球藻发酵饮料，按国家检测标准［10-18］测定其微生物指标和理化指标(见表5)。

表5 小球藻发酵饮料检测指标Table 5 Chlorella fermented beverage measurements

2 结果与分析

2.1 脱腥试验

从小球藻提取液的气味、颜色、味道3个方面进行脱腥效果评价。从表6中可以看出，用发酵法(甜酒酵母)，既能脱除海藻特有的腥味，还能保持良好的口感及清新的颜色，是较佳的脱腥方法。

表6 脱腥实验结果Table 6 Deodorization text results

2.2 发酵脱腥单因素试验

2.2.1 发酵时间对脱腥效果的影响

从图1可以看出，当发酵时间为9 h时，饮料的感官评价最好，当发酵时间低于或大于9 h，小球藻饮料的感官评分较低，可能是发酵时间低于9 h，小球藻腥味未能除尽，而影响饮料的滋味;发酵时间长于9 h，发酵过度，酒精味或其他异味影响饮料的滋味，因此最佳发酵时间为9 h。

图1 发酵时间对脱腥效果的影响Fig.1 The influence of fermentation time on the deodorization effect

2.2.2 酵母菌接种量对脱腥效果的影响

从图2可以看出，当酵母菌接种量为3 g时，饮料的感官评价最好。当接种量低于或大于3 g时，小球藻饮料的感官评分较低，可能是，当接种量低于3 g时，菌种量少，发酵不充分，藻腥味未能完全去除;接种量大于3 g时，发酵过度，酒精味或其他异味则影响小球藻提取液风味与口感，因此最佳的酵母菌接种量为3 g。

2.2.3 糖量对脱腥效果的影响

从图3可以看出，当加糖量为8 g时，小球藻提取液的感官评价最好，当加糖量低于或高于8 g时，感官评价得分都比较低。糖量多高或过低，均不利于酵母菌的生长，导致发酵过度或不充分，腥味未能除尽，进而影响了小球藻提取液的风味与口感。因此选择最佳的加糖量为8 g。

图2 酵母菌接种量对脱腥效果的影响Fig.2 The influence of yeast inoculation quantity on the deodorization effect

图3 糖量对脱腥效果的影响Fig.3 The influence of sugar quantity on the deodorization effect

2.2.4 温度对脱腥效果的影响

从图4可以看出，在一定范围内，随着发酵温度的的升高，脱腥效果也增加，当温度高于28℃时，脱腥效果明显下降。发酵温度在28℃之前，酵母菌活性逐渐增强，发酵产生的中间代谢产物，在一定程度上掩盖了藻腥味;温度高于28℃之后，酵母菌生长速度过快，发酵产生大量酒精及代谢产物，使小球藻提取液酒精味过重或产生异味，进而影响饮料的品质。因此选择最佳的发酵温度为28℃。

图4 温度对脱腥效果的影响Fig.4 The influence of temperature on the deodorization effect

2.3 发酵脱腥正交试验

在上述各单因素研究的基础上，对糖量(A)、时间(B)、接种量(C)、温度(D)4因素设计L9正交优化工艺条件，实验结果见表7。

表7 发酵脱腥正交试验结果Table 7 Fermentation deodorization orthogonal text results

从表7直观分析数据可知:由以上4个因素影响饮料的发酵脱腥效果因素主次顺序为:温度(D)＞发酵时间(B)＞接种量(C)＞加糖量(A)，温度和发酵时间对小球藻提取液的脱腥效果影响较大。发酵脱腥的最佳工艺参数组合为A2B1C2D3，即糖量6 g、发酵时间9 h、酵母接种量3 g、温度28℃。

2.4 饮料调配正交试验

在前人研究的藻类饮料研究的基础上，对饮料的糖量(A)、蜂蜜(B)、柠檬酸(C)、发酵液量(D)4因素设计L9正交优化工艺条件，实验结果见表8。

表8 饮料配方正交试验结果Table 8 Beverage formula orthogonal text results

从表8直观分析数据可知:由以上4个因素影响小球藻发酵饮料感官评定得分的因素主次顺序为:蜂蜜(B)＞发酵液量(D)＞糖量(A)＞柠檬酸(C)。蜂蜜和发酵液量对饮料的得分影响较大。饮料调配的最佳工艺参数组合为A2B1C2D3，即得出100 mL的小球藻发酵饮料的最佳配方为:白糖2 g、蜂蜜1 g、柠檬酸0.2 g、发酵液量80 mL。

2.5 检测

2.5.1 微生物指标

小球藻发酵饮料做生物指标检测结果见表9。

表9 微生物指标Table 9 Microbiology indicators

从表9可以看出，所制备好的小球藻发酵饮料符合食品安全国家标准微生物学检验的要求。

2.5.2 理化指标

小球藻发酵饮料理化指标检测结果见表10。

表10 理化指标Table 10 Physical and chemical indicators

从表10可以看出，小球藻发酵饮料富含蛋白质和氨基酸，营养元素丰富，可作为一种优良的保健饮品。

3 结论

本文通过采用发酵脱腥的方法，对小球藻提取液进行脱腥，在单因素试验的基础上进行一系列正交试验，得出最佳的发酵脱腥工艺，并在前人研究的基础上，进行小球藻发酵饮料配方调配的正交试验，从而得出最佳调配配方。结果表明，影响饮料发酵条件因素的最佳发酵脱腥的工艺参数为糖量6%、时间9 h、接种量3 g、温度28℃。饮料调配的最佳工艺参数为糖量2 g、蜂蜜1 g、柠檬酸0.2 g、发酵液80 mL。本方法研制的小球藻发酵饮料颜色为清澈的黄绿色，无藻腥味，不仅营养丰富，还具有良好的风味口感，是一种老少皆宜的保健饮品。

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