团风荸荠发酵饮料的研制

徐 春，邹成梅，刘 丽，吴 鹏

(黄冈师范学院 生命科学学院，湖北 黄州 438000)

团风荸荠发酵饮料的研制

徐 春，邹成梅，刘 丽，吴 鹏

(黄冈师范学院 生命科学学院，湖北 黄州 438000)

以荸荠汁为主要原料，采用保加利亚乳杆茵和嗜热链球茵按1∶2(浆水比)的比例进行乳酸发酵，通过单因素试验和正交试验，得到其最佳工艺参数：浆水比1∶2，接种量2.00%，发酵时间8h，发酵温度41℃。

荸荠汁；乳酸发酵；保加利亚乳杆菌；嗜热链球菌

随着人们对环境保护意识的增强，回归自然已成为人们日常生活中的一种追求。亚健康状态的提出以及人们生活水平的提高，促进了人们在观念上的转化。目前市面上的乳酸饮料通常是以牛奶、豆奶、蔬菜为原料，经乳酸发酵而成的，但还没有以果汁为原料的乳酸发酵饮料。如何研制出营养丰富，价格低廉，消费者易接受的发酵饮料成为课题研究要考虑的首要因素[1-4]。荸荠味甜多汁、清脆可口，可抗肿瘤、降血压。目前研究表明荸荠是一种集营养、保健、药用等多种功能于一体的优质水果原料。

选用黄冈市团风县的荸荠，一是团风荸荠价格成本低，品质优良；二是种植面积广，产量高，能够满足食品饮料加工企业的需求；三是可以开发本地的资源，将特色农产品投入市场，发展经济，带动薄弱地区的人民走向致富之路，同时可用科学的方法引导农民进行农业生产，另外，荸荠贮存期短，将其制成发酵果汁不仅可以延长它的货架期，还可以丰富产品的种类，可谓一举两得。

1 材料与仪器

1.1 材料

新鲜荸荠(购于团风县)、新鲜纯牛奶、新鲜酸奶、市售乳酸菌、柠檬酸、柠檬酸钠、黄原胶、橙汁香精，均为食用级。

1.2 仪器

LX-B50立式自动电热压力蒸汽灭菌器(合肥华泰医疗设备有限公司)，RB-CJ-IND超净工作台(北京瑞邦兴业科技有限公司)，HSX-150L恒温恒湿箱(北京国科科技有限公司)，SPX-150L生化培养箱(北京国科科技有限公司)，AL204分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)。

2 实验方法

2.1 实验工艺流程

荸荠→挑选→清洗→去皮→称重→榨汁→过滤(纱布100目)→调配→均质→

↑

白砂糖、稳定剂

柠檬酸、柠檬酸钠

→灭菌→冷却→(活化后菌种)接种→恒温发酵→调配→后熟→成品→检验

1.原料预处理

原料选择：要选择球茎较大、皮薄完整、黑褐色、肉呈白色、组织脆嫩、昧甜而且淀粉含量低的新鲜荸荠，剔除破裂、伤烂、病虫侵害的荸荠。

2.清洗、去皮、称重

用清水浸泡20～30min，洗去果面泥沙、灰尘，直至干净。用小刀先削除荸荠两端芽眼和根，再削去果皮及黄色部分。

3.打浆、过滤

将果肉放入榨汁机中加水(果肉：水=1∶1，m/v)进行破碎；榨汁后，用纱布进行过滤荸荠汁。其中水为冷却的开水。

4.调配、均质

在果汁中添加1%的稳定剂-黄原胶水溶液和5%白砂糖，用柠檬酸和柠檬酸钠调节果汁pH约6.0，充分搅拌均匀[5-6]。

5.灭菌

用保鲜膜密封器皿口，放入水浴锅中进行灭菌。杀菌条件：杀菌温度70℃，杀菌时间15min。

6.冷却、接种、发酵

冷却到25℃左右，按不同的接种量进行接种后置于一定得温度下恒温发酵[7]。

7.后熟

发酵完毕后置于4℃左右的冰箱内冷却后熟，即得成品酸甜可口的发酵荸荠果汁。

8.检验

对成品进行感官评定。感官评定方法：感官评定人员为5人，其中女性4人，男性1人，从色泽、气味、滋味、组织状态四个方面进行评价，各项均为25分，最后取5人评分的平均值。色泽：色泽呈乳白色，明亮宜人；气味：具有浓郁的荸荠果香与乳酸菌乳香结合散发出愉人香味，并伴随轻微的香橙香精味。口感：口感细腻，酸甜可口，酸味纯正绵长。组织状态：状态：乳白色液体，质地均匀，无分层，流动性较好。具体评定标准见表1。

2.2 单因素试验

本研究选取浆水比、接种量、发酵时间、发酵温度四个影响因素进行设计，每个因素选取5～7个水平，做单因素试验，所有实验均平行做三次。

2.2.1 浆水比单因素试验

接种量1%，在37℃环境下培养12h，做浆水比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5和1∶6的单因素实验，果汁pH调至6.0，乳酸菌适宜生长的pH(4.5～6.5)[8-9]。

2.2.2 接种量单因素试验

将浆水比为1∶3的各瓶荸荠果汁按照接种量分别为0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%、3.00%进行接种，在37℃环境下发酵12h，做单因素实验。

2.2.3 发酵时间单因素试验

将浆水比为1∶3的各瓶荸荠果汁接种乳酸菌量为2.00%，将各样品在37℃下分别发酵不同时长，依次为4h、8h、12h、16h、20h、24h、28h，做单因素实验。

表1 感官评价标准表

2.2.4 发酵温度单因素试验

保加利亚乳杆菌发酵的最适宜温度为(42～45℃)，嗜热链球菌发酵的最适宜温度为(35～42℃)[10-15]，所以选定发酵温度范围为29～45℃。

将浆水比为1∶3的各瓶荸荠果汁接种乳酸菌量为2.00%，分别将各样品在29℃、33℃、37℃、41℃、45℃不同温度下发酵12h，做单因素实验。

2.3 正交试验

荸荠发酵饮料条件的优化：为确定荸荠发酵饮料的最佳工艺条件，选取浆水比1∶2、1∶3、1∶4，接种量1.50%、2.00%、2.00%，发酵时间8h、12h、16h，发酵温度33℃、37℃、41℃四个考察因素，以感官评定分数为指标，进行四因素三水平的正交实验。因素水平见表2。

表2 正交因素试验水平表

3 结果与分析

3.1 单因素试验

3.1.1 浆水比对发酵饮料的影响

由图1可以看出产品感官评定分数高于80的是浆水比为1∶1、1∶2和1∶3三个样品，其中1∶2的最高，1∶1果汁浓度太高，且乳酸菌发酵较慢，不符合工厂的经济效益，而浆水比为1∶4、1∶5和1∶6的果汁，随着水分的增多，果汁的百分含量大大降低，由此发酵得到的果汁口感较差，浆水比为1∶3，其口感较好，因此，初选定浆水比为1∶3。

3.1.2 接种量对发酵饮料的影响

由图2分析可以看出，在浆水比、发酵时间和发酵温度相同的条件下，接种量在0.50%～2.00%之间产品感官评定分数逐渐增高，说明接种量慢慢接近最佳值；接种量在2.00%～3.00%时，分数在慢慢下降，说明接种量过大，乳酸菌竞争明显，产生的次级代谢产物影响了产品的感官； 2.00%接种量产品口感最好，发酵果汁酸味适宜，无明显分层或浑浊。因此，初选择最佳接种量为2.00%。

3.1.3 发酵时间对发酵饮料的影响

由图3分析可以看出，在浆水比、接种量和发酵温度相同的条件下，发酵时间在4～8h之间产品感官评定分数逐渐增高，口感也越来越好，而在12～28h之间分数急剧下降，发酵果汁的酸味越来越重，且伴随很浓的异味。因此，初选发酵时间8～12h。

3.1.4 发酵温度对发酵饮料的影响

由图4分析可以看出，在相同的浆水比、接种量、发酵时间内，29～33℃之间发酵速度缓慢，不符合工厂效益，且口感粗糙。41～45℃发酵速度太快，发酵产物堆积太多，味道很酸难以入口，这一点感官评定分数骤降可以看出。45℃的感官评价很低，说明45℃的发酵速度已变化。因此，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的发酵较适宜温度为33～41℃。

图1 浆水比对荸荠发酵饮料的影响

图2 接种量对荸荠发酵饮料的影响

图3 时间对荸荠发酵饮料的影响

图4 温度对荸荠发酵饮料的影响

3.2 正交试验结果分析

分析表3可知：浆水比单因素实验中k2>k1>k3，接种量单因素实验中k2>k1>k3，发酵时间单因素实验中k2>k1>k3，发酵温度单因素实验中k3>k1>k2。

综合对表3正交直观性分析和表4正交方差性分析可知：影响团风荸荠发酵饮料的发酵工艺的主次顺序是C>B>A>D，即发酵时间>接种量>浆水比>发酵温度，其中发酵时间影响的最为显著，得出正交试验最佳水平C2B2A1D3。因此，团风荸荠发酵饮料的最佳组合是：浆水比1∶2，接种量2.00%，发酵温度41℃，发酵时间8h。

经过单因素试验和正交试验，按1∶2浆水比例接入2.00%的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，在41℃环境下发酵8h，能得到营养丰富，风味独特的团风荸荠发酵饮料。即保留了原果汁的风味，又具备乳酸特有风味的新型饮料。

表3 L9(34)正交结果直观性分析表

表4 正交结果方差分析表

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责任编辑 王菊平

Development of Tuanfeng water chestnut fermented juice

XU Chun，ZOU Cheng-mei, LIU Li, WU Peng

(College of Life Sciences, Huanggang Normal University, Huangzhou 438000, Hubei, China)

The Lactobacillus Bulgaricus and streptococcus thermophilus (the thick water proportion is 1∶2) have been used to ferment the water chestnut fruit juice.The fermentation factors were optimized and the most suitable thick water proportion，inoeulum size，fermentation time and temperature were(1∶2)，2.00%，8 h，41℃.

juice of water chestnuts; lactic acid fermentation; Lactobacillus Bulgaricus; streptococcus thermophilus

2016-12-21 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2017.03.08

徐春，女，湖北麻城人，高级实验师，主要研究方向为特色农产品加工。

TS275.5

A

1003-8078(2017)03-0037-05