芦笋功能性饮品的研制.doc

芦笋功能性饮品的研制闫寅卓, 戴卿 武汉工业学院食品学院，湖北 武汉 430023摘 要:从综合利用与深加工角度出发，利用真菌将芦笋渣进行发酵液化，并研究了菌龄、装液量、摇床转速等培养条件对发酵的影响，在菌龄60h，装液量20g，培养时间为4d，摇床转速为125r/min时，液化的芦笋渣中膳食纤维含量高达1.5g/100g；并将发酵液与芦笋汁按照1:1.5比例勾兑后，采用柠檬酸、糖、稳定剂、蜂蜜等调配因子添加的正交优化试验，获取色泽鲜绿、口感清凉的芦笋保健饮品。关键词: 芦笋; 饮品; 真菌; 膳食纤维Study on functional beverage of asparagusYan Jingzhuo, Dai Qing，Wu WenliCollege of Food Science and Technology, Wuhan Polytenic University, Wuhan 430023, ChinaAbstract: In order to realize the deep processing and comprehensive utilization, the liquefy of asparagus residue fermented by the fungus and effects of culture conditions on liquefy were investigated. The optimum cell age, broth content, culture time and agitation rate were 60h, 20g,4d and 125r/min respectively, under these conditions, the content of dietary fiber in fermented liquid could reach up to g/L. Additionally, the preparation of beverage of asparagus, mixing asparagus juice and fermented liquid, was researched. After the orthogonal experiment using citric acid, sugar, xanthan gum, and honey was carried out, a health-care drink with activity materials could be obtained from fermenting liquid, which owned natural green color and refreshing taste. Key words: asparagus, beverage, fungus, dietary fiber.芦笋(Asparagus on icnalis)又名石刁柏、龙须菜，属于百合科，为多年生草本植物，具有特殊的营养和食疗功效。我国栽培、食用芦笋已有数千年的历史，芦笋的嫩茎鲜美芳香、柔软可口，既可帮助消化增进食欲，又有很高的营养价值1。将芦笋直接食用，因其有一种异味，不易被人们接受，但是将其加工成芦笋汁饮料，不仅容易被消费者接受，而且可以延长保质期，增加营养价值。1 材料与方法1.1材料原料：新鲜芦笋，市售。柠檬酸、黄原胶、山梨酸钾、白砂糖、蜂蜜，均为食品级。菌种：菌株为多孔菌科真菌云芝属(Coriolus versicolor LFr)，由本实验室筛选与保存。培养基： 土豆斜面培养基(m/v)：土豆 20%；蔗糖2%；琼脂2%；水1000mL。 土豆液体培养基(m/v)：土豆 20%；蔗糖2%；水1000mL。发酵培养基：芦笋渣10g；水10mL。1.2 方法1.2.1 芦笋预处理绿色蔬菜在进行加工期间都会破坏其叶绿素，故在加工前进行护色，采用NaHCO3和(CH3COO)2Zn 溶液漂烫法、NaOH 漂烫法及葡萄糖酸锌溶液漂烫法这3种方法进行试验2，选择效果较好的方法。将护色后的芦笋切成1.5cm左右的小段，用组织捣碎机榨汁，以芦笋段:芦笋汁重量比为1:4的比例进行。以四层纱布过滤，滤液和滤渣分别冷藏保存备用。1.2.2菌种培养及液化实验 将活化的菌株接入土豆液体培养基中，于100 rmin、25的摇床上培养3d，作为种子液。取适量过滤好的芦笋渣装入250ml锥形瓶，按质量比（1:1）加入适量蒸馏水，灭菌后按一定比例接入培养好的种子液，于100 rmin 、25条件下培养，得到芦笋渣发酵液。1.2.3 培养条件的优化 将种子接入发酵培养基后，将培养温度固定在25，针对摇床转速、装液量、菌龄、培养时间四个发酵条件先进行单因素试验，再进行四因素三水平正交试验（见表1），以可溶性膳食纤维含量为评价指标，选择最优的发酵条件。表1 培养条件优化正交表因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal test on cultureconditions of asparagus residue1.2.4 芦笋汁与发酵液的调配将发酵液置于灭菌锅，105维持15 min，灭活菌体。在发酵液温度降至5060时，在组织捣碎机内高速打浆20 min，四层纱布过滤，滤液置于高压均质机内，以1520 MPa的压力均质15 min20min，得到状态均匀、颗粒微小、粘度适中的发酵液，此即为保健饮品制作原料。后将芦笋汁与发酵液的调配比例按照芦笋榨汁后所得芦笋汁与渣的比例进行，因汁：渣的比例在1:12:1之间，因此本实验芦笋汁与发酵液采用1.5:1的比例进行调配。1.2.5 稳定剂的筛选目前广泛应用的稳定剂琼脂、黄原胶、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、海藻酸钠、卡拉胶3，根据国家食品添加剂用量标准进行单因素实验，根据添加了稳定剂的饮品的稳定时间、流动性及口感进行稳定剂的筛选，本实验对黄原胶、CMC-Na以及两者混合，进行单因素实验，获取较好的稳定剂。1.2.6 饮品的调味 为获取具有更佳风味的饮品，将调配后的芦笋汁和发酵液进行进一步调制。将得到的调配品中加入白砂糖、柠檬酸、蜂蜜、稳定剂进行调制，从而获取较佳风味的饮品。 并针对白砂糖、柠檬酸、蜂蜜、稳定剂进行四因素三水平正交实验（正交表头见表2），请10人评价小组进行感官评定，从色泽、香味、口感、状态四个标准(见表3)进行评价，然后以平均分进行结果分析。指标中状态评价是产品在常温下放置12 h后进行观察得到。表2 饮品调配正交表 L9（34）水平A糖%B柠檬酸%C蜂蜜%D稳定剂%180.230.062100.340.083120.450.10表3 感官评定指标色泽（30）香味（20）口感（30）状态（20）深绿色（25-30）浓郁芦笋香（15-20）口感温和舒（25-30)均匀一致(15-20)绿色（20-24）具芦笋香，淡淡发酵香味（10-14）口感温和适口(20-24)轻微分层(10-14)浅绿色（15-19）淡淡芦笋香，发酵味浓郁（5-9）口感适中,不适口(15-19)明显分层(5-9)褐色（14）发酵味浓郁（4）有异味(4)严重分层(4)1.2.7 均质、脱气、灌装和灭菌将配好的饮品于高压均质机内，以15MPa-20MPa的压力均质15 min20 min，经过均质后的饮品，在脱气机内真空脱气2 min3 min，脱气温度控制在65 左右，灌装，灌装后饮品进行巴氏灭菌，冷却至室温后进行理化指标和卫生指标检测。1.2.8 工艺基本流程芦笋护色渣汁过滤芦笋渣灭菌接种发酵发酵液 菌体灭活打浆过滤勾兑调味添加稳定剂均质脱气罐装灭菌成品 芦笋汁1.2.9 测定及分析项目（1）有效成分的测定：膳食纤维含量的测定：采用AOAC法4。（2）卫生指标的测定：细菌总数：平板计数法；大肠杆菌：发酵法。2 结果与分析2.1 芦笋的护色经过不同预处理后所得芦笋汁均具有浓郁的芦笋特有香气，随着时间延长气味稍有减弱但无其他异味，不同预处理方法所得芦笋汁的色泽不同（如图1所示）。图中可以看出，护色方法一和方法二效果差不多，均较方法三效果好，但考虑到口感等问题，本实验选择NaHCO3和(CH3COO)2Zn 溶液漂烫法。DCBA 图1 不同护色方法对芦笋的影响（A表示未处理芦笋；B表示采用方法一（NaHCO3和(CH3COO)2Zn 溶液漂烫法）处理的芦笋；C表示护色方法二（NaOH 漂烫法）处理的芦笋；D表示采用方法三（葡萄糖酸锌溶液漂烫法）处理的芦笋）2.2 真菌液化培养条件的优化部分真菌能液化果蔬，获取膳食纤维5。在芦笋渣中采用真菌菌株Coriolus versicolor LFr进行发酵，为获取较高含量的液态膳食纤维，对发酵条件进行了优化，采用四因素三水平（转速，装液量，菌龄，培养时间）正交实验，结果见表4。正交表设计见表1。表4 培养条件优化实验结果实验号列号结果A B C D123456789K1K2K3kkkR1112223332.8382.8512.6110.9460.9500.8700.0801231231233.4742.1712.6541.1580.7240.8850.4341232313121.7723.0853.4420.5911.0281.1470.5571233122312.4893.3292.4810.8301.1100.8270.2830.7581.0411.0391.1970.8850.7691.5190.2450.847对正交结果进行极差分析（表4），结果表明，影响膳食纤维含量的最大因素为为菌龄，其极差为0.557；其次为装液量，然后是培养时间，影响最小的为摇床转速。培养条件的最优方案为C3B1D2A2，即菌龄60h，装液量20g（10g渣+10g水），培养时间为4d，摇床转速为125r/min。在此条件下，发酵液中液体膳食纤维含量达1.5g/100g以上。 2.3饮品调配及稳定剂初筛将菌体灭活后的发酵液与已预备好的芦笋汁以1:1.5的比例进行勾兑。在勾兑好的饮品中分别添加黄原胶、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)及两者混合的稳定剂，分别对其效果进行打分评定，评定指标见表5，其单因素实验结果分析如下。表5 不同稳定剂加入对饮品的影响黄原胶添加量（%）分数CMC-Na添加量（%）分数黄原胶:CMC-Na添加比例分数0.0220.0431：0.540.0430.0641：150.0650.0861：1.570.0860.171：280.1280.1281：2.58从表5中可以看出，稳定效果随着黄原胶和CMC-Na添加量的增大而效果变好。故实验中采用饮品最大量值0.1%（黄原胶）和0.12%（CMC-Na）。当采用两种稳定剂进行混合时，稳定效果随黄原胶：CMC添加比例的增大而效果变好并趋于平缓。故在实验后期采用两者最佳比例，即黄原胶:CMC为1:2。2.4 饮品调配优化针对糖、柠檬酸、蜂蜜、稳定剂（黄原胶）进行四因素三水平正交实验，以获得最佳调配比例，正交实验结果见表6。表6 饮品调配优化实验结果实验号列号结果A B C D123456789K1K2K3k1k2k3R11122233317019822056.6676673.33316.66712312312325419014484.66763.3334836.66712323131220020018866.66766.66762.66741233122312041782066859.33368.6679.333805040906444847660根据表6可以看出，对饮品调配影响最大的因素为柠檬酸，其次为糖，然后是稳定剂，影响最小的为蜂蜜。调配量的最优方案为B1A3D3C1，即柠檬酸添加0.2%，糖添加12%，黄原胶添加0.10%，蜂蜜添加3%。在此添加条件下，调配的芦笋饮品色泽鲜绿、口感清凉、酸甜适口、外观均匀一致。2.5饮品质量指标（1）感官指标 色泽：绿色；口感：酸甜适中 ；组织状态： 均匀，不杂质；气味：独特的芦笋清香。（2）理化指标 可溶性液态膳食纤维含量为4.104.15g/L；黄酮含量为1.881.89mg/L；多糖含量为2.302.32g/L；总砷含量0.2mg/L；铅含量0.05mg/L；铜含量5mg/L。（3）微生物指标：细菌总数100个/mL；大肠杆菌3个/100mL；致病菌不得检出。5 结论采用真菌能液化芦笋渣，合适的发酵培养基加水与基质比最佳为1:1，最佳的培养条件为菌龄60h，装液量20g（10g渣+10g水），培养时间为4d，摇床转速为125r/min。在该条件下可溶性膳食纤维含量可达1.5g/100g。将液化后的芦笋渣和芦笋汁以1.5:1的比例勾兑调制成保健饮料，黄原胶为最好的稳定剂，添加量在0.1%为宜。饮品于65巴氏灭菌30min。在饮品中加入柠檬酸0.2%，蔗糖12%，黄原胶0.10%，蜂蜜3%，饮品色泽鲜绿、口感清凉、酸甜适口、外观均匀一致，饮品中膳食纤维含量高达1.5