牛蒡发酵饮料的制备

张艳明，胡传银，2，张洪永，孙艳军

（1.徐州天马敬安食品有限公司，江苏徐州 221000；2.徐州康汇百年食品有限公司，江苏徐州 221004）

0 引言

牛蒡是以肉质根供食用的蔬菜，牛蒡根含有菊糖、多糖、皂苷、黄酮苷、膳食纤维，以及多酚类如咖啡酸、绿原酸、异绿原酸、醛类物质等丰富的营养成分。牛蒡根已在功能食品、药品、保健品等方面形成了较多研究成果。研究表明，牛蒡中总木脂素、纤维素含量较高，同时含有少量的绿原酸、多糖，如果可以利用生物技术高效利用牛蒡，解决牛蒡资源利用率低的难题，对优化牛蒡资源利用和促进牛蒡产业的可持续发展具有重要的现实意义。近几年市场热销酵素类产品，其除了用于减肥，还具有助消化、抗菌消炎、促进新陈代谢、增强免疫力、提高自愈力、分解致癌物质与癌芽细胞等功效；同时，发酵还会产生大量的益生菌代谢物，有助于改善肠道环境和提高人体免疫力，由于其绿色健康、营养安全，并具有一定的保健功效，在世界范围内深受消费者的青睐。

牛蒡叶具有抗菌和抗真菌作用，并含有抗肿瘤物质，将其鲜叶水煎，可用于治疗急性乳腺炎等[1-2]。山药豆富含的氨基酸、胆碱、维生素、多糖等物质，营养价值高。葡萄不仅味美可口，而且营养价值很高。西红柿既是蔬菜又是水果，含有丰富的营养物质，被称为神奇的菜中之果。胡萝卜是一种质脆味美、营养丰富的家常蔬菜，素有“小人参”之称，被人们视为菜中上品，含有丰富的营养成分，具有补肝明目、清热解毒的功效[3-4]。

试验以新鲜牛蒡为原料，经杀菌、糖化、粉碎后，加入用牛蒡叶、山药豆、葡萄、西红柿、胡萝卜等培养的复合发酵菌种进行发酵处理，控制其发酵进程，缩短发酵周期，以满足消费者的需求。

1 材料与方法

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛蒡、牛蒡叶、山药豆、葡萄、西红柿、胡萝卜，购于徐州西苑农贸市场；二氧化氯、柠檬酸，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

ALC-110.4型电子天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；LDZX-30KBS型压力蒸汽灭菌器，南京菲奇工贸公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 制备工艺

（1）工艺流程。原料挑选→清洗→加淀粉混合粉碎→加入白醋→发酵→发酵菌种→贮藏。

（2） 操作要点。新鲜牛蒡叶1 kg，新鲜淮山药豆1 kg，紫葡萄1 kg，西红柿1 kg，胡萝卜1 kg，淀粉2 kg，混合粉碎后加入白醋调节pH值为3.0～5.0，装入20 L发酵罐，物料不能超出醋面，封闭发酵20～30 d，发酵过程中会产生气体，多余气体会从水封排除，经常检查水封处不能缺水，发酵后发酵罐底层与上层为残渣，中层为发酵菌种，抽出菌种在1～4℃条件下贮藏即为发酵菌种。

1.3.2 牛蒡发酵饮料制备工艺

（1）工艺流程。牛蒡→切除保鲜头→清洗→杀菌→糖化→粉碎→浸渍发酵。

（2） 操作要点。①牛蒡杀菌。牛蒡切除保鲜头，清洗，在杀菌液杀菌60～70 min。杀菌液由含量为38%的二氧化氯、柠檬酸、异抗坏血酸钠，按照水∶二氧化氯∶柠檬酸∶异抗坏血酸钠=100∶0.004 5∶0.35∶0.20比例组成。②牛蒡糖化。将杀菌浸泡过的牛蒡放在糖化库内糖化贮藏4 d。糖化库温度2～3℃，相对湿度70%～75%。③粉碎。糖化过的牛蒡用粉碎机粉碎。牛蒡粉碎时按牛蒡质量加入25%的护色液，护色液由25℃的温水、淀粉、柠檬酸按照100∶20∶0.45比例组合而成。将粉碎后的牛蒡加入淀粉、柠檬酸，比例为水∶粉碎的牛蒡∶淀粉∶柠檬酸=100∶70∶30∶0.2，搅拌均匀，于30～32℃下密闭3.5～4 h。④浸渍发酵。按牛蒡质量的15%～25%加入发酵菌种，搅拌均匀加入发酵罐中，加水至封闭牛蒡为止，然后密封发酵罐发酵；控制发酵温度在25～35℃，采用水密封，发酵罐内发酵产生气体发酵罐内压力升高，气体通过水封自然排，发酵罐外部的气体无法进入发酵罐，达到自动排气的目的，连续发酵10～20 d，打开发酵罐，发酵罐内发酵物分层，上层、底层为残渣，中层液体为牛蒡发酵饮料。

1.3.3 发酵菌种发酵参数的选择优化试验

选择不同的发酵温度、发酵时间、初始pH值，筛选出最佳发酵条件。

1.3.4 牛蒡发酵饮料发酵条件优化试验

分别加入牛蒡质量15%～25%的发酵菌种，白砂糖20%～30%，发酵温度25～35℃，连续发酵10～20 d，然后进行感官评分。

1.3.5 感官评价方法

发酵菌种评分标准见表1，牛蒡发酵饮料评分标准见表2。

表1 发酵菌种评分标准

表2 牛蒡发酵饮料评分标准

1.3.6 产品微生物检测方法

菌落总数测定按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》；大肠菌群计数按照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》；致病菌检测按照GB 4789.36—2016《致病菌检测大肠埃希氏菌O157的检测》。

2 结果与分析

2.1 发酵菌种发酵参数的确定

由10位评定人员根据表1的标准进行打分，最后取平均值，然后根据影响发酵菌种质量的因素分析，确定最佳发酵条件。

发酵液发酵条件正交试验结果见表3。

表3 发酵液发酵条件正交试验结果

由表3可知，影响发酵菌种的因素顺序A＞C＞B，最佳发酵条件为A2B2C3，即发酵初始pH值4.0，发酵温度25℃，发酵时间30 d。

2.2 牛蒡发酵饮料发酵条件的确定

选取发酵菌种添加量、白砂糖添加量、发酵时间、发酵温度对感官评分的影响。

牛蒡发酵饮料发酵条件正交试验结果见表4。

表4 牛蒡发酵饮料发酵条件正交试验结果

由表4中极差值可知，影响产品品质的因素主次顺序为 A'＞B'＞D'＞C'，最优方案为 A'2B'2C'2D'2，即发酵菌种添加量20%，白砂糖添加量25%，发酵时间15 d，发酵温度30℃。将此工艺重复验证3次，平均得分为89.5分，大于正交试验结果中的任一组，说明工艺较为合理。

2.3 产品质量标准

2.3.1 感官指标

产品清澈透明，色泽呈淡咖啡色，既有牛蒡的清香，又有山药、葡萄、西红柿特有的风味。

2.3.2 微生物指标

细菌总数＜100 CFU/g，大肠菌群＜3 MPN/100 g，致病菌未检出。

3 结论

以新鲜牛蒡为原料，经杀菌、糖化、粉碎工艺，用牛蒡叶、山药豆、葡萄、西红柿、胡萝卜培养的发酵菌种进行发酵培养，最终产品清澈透明，色泽呈淡咖啡色，绿色天然环保，既有牛蒡的营养及清香，又有山药、葡萄、西红柿特有的风味，口味独特。

通过试验确定牛蒡发酵饮料最佳的发酵条件为发酵菌种添加量20%，白砂糖添加量25%，发酵时间15 d，发酵温度30℃。