乳酸发酵澄清草莓汁的研制.pdf

乳酸发酵澄清草莓汁的研制 张慧敏郭春宝 张美萍 乔旭光 (北京农学院食品系 102206) (山东农大食品系) 摘 要 将活化至最高活力的5个菌种按接种量3 %接种于5种不同的种子扩大培养液中, 通过定期测定并分析pH值的变化,筛选出合适的培养液。在此基础上,通过测定总菌数的变化, 选定了适宜的复合菌种。最后确定了乳酸发酵澄清草莓汁的工艺流程。 关键词 乳酸发酵 草莓汁 乳酸发酵制品具有多方面的保健作用。 以牛奶、 豆奶和蔬菜为原料经乳酸发酵的技 术已经形成 1 ,2,而以果品为原料的乳酸发 酵的饮料不多见。草莓为保鲜期极短,易腐 烂变质的浆果。本实验选用草莓为原料,利 用优良菌种进行乳酸发酵,以期制成既保持 原果风味,又具发酵香味的果汁饮料,从而找 到一条草莓加工的新途径。 一、 材料和方法 1.主要原辅材料 草莓,脱脂奶粉,白砂 糖,柠檬酸。 2.菌种 保加利亚乳杆菌,嗜酸乳杆菌, 嗜热链球菌,混合菌种 (保杆 嗜热1 1) 混合菌种 (保杆 嗜酸1 1) 。 3.分析方法 (1)pH值:酸度计 (2)含酸量:滴定法 (3)可溶性固形物:手持折光仪 (4)乳酸菌计数:血球计数法 二、 结果与分析 1.菌种活化 10 %脱脂奶粉液 分装于试管内 (5 10ml) 灭菌 (20 / 121) 冷却至40 接种(接种量 3 %) 恒温培养 (40 )。 观察奶液凝固情况,如奶液凝固时间超 过4小时,须继续转接,培养4小时,至凝固 为止。此时说明菌种活力最强,置于冰箱内 (0 4)保存备用。 2.种子培养液的制备及选择 (1)种子培养液设如下5个处理 A1 :30 %草莓汁+ 1. 5 %脱脂奶粉 A2 :30 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 % 牛肉膏 A3 :20 %草莓汁+ 1. 5 %脱脂奶粉 A4 :20 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 % 牛肉膏 A5 :25 %草莓汁 除A5外,其余培养液均加了N源。 (2)草莓汁按以下工序制备:完全成熟的 草莓 冲洗 去蒂 捣碎成浆 加N源 加热杀菌 (15 / 90)。 (3)乳酸菌种子扩大培养液的选择,将5 个菌种以3 %接种量分别接入5种种子培养 液中,定期测定其pH值变化,结果如表1所 示。采用综合评分法,对其结果进行分析,结 果见表2。 从分析结果可知,种子培养液以A4 (20 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 %牛肉膏) 培养的菌种生长旺盛,产酸量高,pH值下降 快,活力最强,所以本试验选用该处理为种子 培养液。但是由于草莓富含花色素,A1A4 加N源的4种培养液颜色均变暗,影响成品 93 第16卷 第5期 1998年10月 北 京 农 业 科 学 Beijing Agricultural Sciences Vol116 No15 Oct11998 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表1 菌种在不同发酵液中的发酵能力 (正交试验表)L25(55) 序号培养液菌种接种量起始pH值 pH值 8小时 16小时 24小时 48小时 1A1B13 %6. 546. 084. 304. 134. 13 2A1B23 %6. 544. 824. 104. 063. 96 3A1B33 %6. 544. 663. 964. 003. 32 4A1B43 %6. 544. 544. 144. 053. 96 5A1B53 %6. 544. 424. 284. 244. 22 6A2B13 %7. 347. 165. 724. 534. 18 7A2B23 %7. 344. 664. 414. 254. 22 8A2B33 %7. 345. 203. 823. 743. 74 9A2B43 %6. 545. 764. 804. 623. 88 10A2B53 %6. 544. 344. 464. 324. 24 11A3B13 %6. 545. 964. 304. 234. 20 12A3B23 %6. 544. 043. 943. 873. 72 13A3B33 %6. 544. 404. 344. 324. 20 14A3B43 %7. 364. 104. 003. 983. 80 15A3B53 %7. 364. 664. 854. 534. 33 16A4B13 %7. 366. 784. 123. 943. 76 17A4B23 %7. 364. 504. 304. 264. 00 18A4B33 %7. 364. 123. 743. 743. 66 19A4B43 %7. 364. 784. 524. 323. 70 20A4B53 %7. 364. 704. 364. 404. 08 21A5B13 %7. 307. 006. 585. 414. 32 22A5B23 %7. 305. 745. 024. 584. 32 23A5B33 %7. 305. 134. 844. 724. 28 24A5B43 %7. 305. 445. 145. 074. 66 25A5B53 %7. 304. 324. 384. 344. 04 注:A1 :30 %草莓汁+ 1. 5 %脱脂奶粉 B1 :嗜热链球菌 A2 :30 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 %牛肉膏B2 :混合菌种 A3 :20 %草莓汁+ 1. 5 %脱脂奶粉B3 :嗜酸乳杆菌 A4 :20 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 %牛肉膏B4 :嗜热链球菌 A5 :25 %草莓汁B5 :保加利亚乳杆菌 表2 各试验组合的综合指标、 总值、 平均值和极差 试验号综合指标分析结果 试验号综合指标分析结果 15. 056总值A1 = 23. 734144. 484均值X1 = 4. 996 24. 696均值X1 = 4. 7468154. 938总值B2 = 24. 146 34. 596总值A2 = 24. 824165. 192均值X2 = 4. 8292 44. 646均值X2 = 4. 9643174. 834总值B3 = 23. 99 54. 740总值A3 = 26. 704184. 524均值X3 = 4. 7808 64. 976均值X3 = 5. 3403194. 936总值B4 = 24. 868 74. 768总值A4 = 23. 642204. 930均值X4 = 4. 9736 84. 760均值X4 = 4. 7284216. 122总值B5 = 24. 674 95. 280总值A5 = 27. 276225. 392均值X6 = 4. 9348 105. 040均值X5 = 5. 4550235. 264极差R = 0. 209(B1 B5) 不同菌种 115. 046极差R = 0. 722(A1 A5) 种子扩大培养液 245. 522 124. 414254. 976 134. 760总值B1 = 24. 990 04 北 京 农 业 科 学 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 外观品质,消费者难接受,所以发酵母液仍选 用25 %草莓汁。 3.菌种的筛选及发酵时间的确定 从表2分析结果可知,保加利亚乳杆菌 发酵力最强,但各菌种间活力无明显差异。 如果把时间因素,即各菌种在不同时间段活 力强弱的情况考虑进去,结果见表3。 从表3可以看出,在发酵过程中前8小 时保加利亚乳杆菌(B5)活力最强,8小时以 后,嗜酸乳杆菌活力(B3)最强。考虑到混合 表3 不同培养时间各菌种的发酵活力(pH) 时间 (小时) 菌 种 B1 B2 B3 B4 B5 86. 594. 754. 714. 924. 68 165. 004. 354. 144. 524. 41 244. 474. 204. 104. 404. 37 菌种间存在着可能的共生作用 2 ,4,试验进一 步设计了如下3个混合菌种处理组合,接种 于A4种子培养液中,测定其菌数变化,结果 如表4所示。 表4 不同培养时间混合菌数生长变化 菌种 发酵时间(小时) 起始 8 12 16 18 24 保杆 嗜酸 (1 1) 1. 0105 3. 0106 8. 5105 5. 4107 5. 4107 6. 0107 保杆 嗜酸 (1 2) 1. 2105 3. 6106 5. 3107 1. 3108 2. 0108 2. 6108 保杆 嗜酸:嗜热 (1 1 1) 1. 5105 7. 0106 9. 2106 8. 5107 9. 1107 9. 8107 从表4可以看出,以保杆 嗜酸 (1 2) 混合菌种在发酵过程中菌数增长最快,所以 选择该混合菌种为工艺用菌种。发酵16小 时以后总菌数已无明显增加,所以菌种扩大 培养时间选用16小时即可。从表14可 知,发酵至24小时后产酸速度明显减慢,故 选定24小时左右结束发酵。 4.澄清及后混浊试验 4 本试验是根据丹麦诺和诺德公司的能保 持澄清果汁稳定性的经验总结而进行的。 表5 明胶用量确定 试验号1 %明胶加量(ml) 10. 5 21. 0 31. 5 42. 0 52. 5 63. 0 73. 5 84. 0 (1)明胶下胶量确定:在8个量筒中各加 入100ml粗滤草莓汁,按表5加入不同剂量 的明胶。将各份样品混匀后静置30分钟,直 至凝絮结束,将各量筒中的试样过滤,取滤液 各5ml分别装入2只试管中,在第一组试管 中加入2滴1 %明胶,在第二组试管中加入2 滴10 %的硅溶胶,静置30分钟后,对着光线 观察两组试管果汁的混浊情况。如两组皆无 混浊产生,则证明明胶添加适量。试验表明 第三组添加明胶和硅溶胶后均未发生混浊, 故可确定每100ml果汁中加1 %明胶1. 5ml , 即每100升果汁中加15g明胶较为适宜。 为促进沉降,强化下胶效果,再与加硅溶 胶和膨润土结合起来。硅溶胶(10 %)的用量 为明胶用量的10倍。膨润土用量为每100 升果汁50100g。 (2)后混浊试验:将澄清的草莓汁加热至 80 后,使其冷却,然后于- 18下冻结,大 约1小时后解冻至室温,观察到草莓汁仍保 持澄清,证明成品果汁无发生混浊的危险。 5.乳酸发酵澄清草莓汁生产工艺设计 (见表 6) 14 北 京 农 业 科 学 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表6 乳酸发酵澄清草莓汁生产工艺设计 工艺流程操 作 要 点 草莓汁草莓挑选、 清洗后榨汁,以25 %草莓汁为发酵母液,调pH值为6. 5左右。 | 杀 菌 | 15/ 90 冷 却 | 杀菌后置于发酵罐,冷却至40 接 种 接种量为3 % ,先将保加利亚乳杆菌 嗜酸乳杆菌 (1 2) 混合菌种按3 %量接种于 A4种子培养液中发酵,逐级扩大培养至所需量备用。 | 发 酵 | 粗滤调配 | 静置发酵24小时,总酸(以乳酸汁)0. 8 %1 % 粗滤后,加糖调整至糖酸比为151左右 澄清过滤每100升草莓汁加预先化好的膨润土50100g ,在70 下放68小时后,再加明 胶15g混匀,半小时后加入10 %硅溶液150ml ,静置澄清1小时后,以硅藻土为滤 层进行精滤。 | 装瓶杀菌 | 成 品 15/ 90,预先消毒空瓶,再迅速装入滤清液后,杀菌处理 三、 结论 1.试验选出保加利亚乳杆菌:嗜酸乳杆 菌 (1 2) 的混合菌种为适宜发酵菌种。25 % 草莓汁为发酵母液。 2.选出20 %草莓汁+ 0. 5 %蛋白胨+ 0. 5 %牛肉浸膏为种子扩大培养液。 3.确定了行之有效的澄清措施,产品无 后混浊现象。 4.确定了乳酸发酵澄清草莓汁的生产工 艺流程。 参 考 文 献 1 曹本昌.酸乳的评价.食品与发酵工业,1992 , (3) :3436 2 范利华等.乳酸发酵番茄汁中间生产试验.食品 与发酸工业,1991 ,(3) :2835 3 华中农学院主编.果树研究法.北京:北京农业出 版社,1979. 166193 4Daly C. J Chem Tech Biotechnol ,1991 ,51 :544 547 多功能转光膜列入 “星火计划” 由河南省宜阳县生产的多功能转光膜现已被国家科委列为国家级 “星火计划